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標題:工具材料分類與特性認識

資料來源: http://www.vtu.nat.gov.tw/admin/abilityFront.do?act=load&materialId=null&countName=pdf&countId=2583&attName

=uploadFile/material/2583/205.pdf

合金鋼( alloy steel ):

乃是在碳鋼㆗除碳以外,尚添加㆒種或㆒種以㆖之特殊元素,以改善碳鋼之性質,適合各種不同的用途。又稱特殊鋼( special steel ),而添加特殊元素有Ni、Mn、Cr、W、Si、Mo、V、Co、Al、Ti等元素。而在碳鋼㆗本身亦含有少量之合金元素,但這些元素含量

不足以影響鋼之性質。

模具較常用之合金鋼有高速鋼(如SKH-4)、熱模工具鋼(如SKD-61)、特種冷模合金工具鋼(如SKD-11)、鎳鉻鉬合金鋼(如SNCM-8)等合金鋼。


塑膠模具材料之分類 
㆒、模具材料的種類繁多,在此將工業界較常用的幾種材料作㆒分類:
(㆒) ㆒般構照造用輥軋鋼材( SS )
㆒般構造用輥軋鋼材有SS41、SS50,價格便宜且容易取得,但質軟多針孔,因此常用於強度、硬度要求不高的零件,不適用於模板材料。
(㆓) 機械構造用碳鋼( SC、SCK )
機械構造用碳鋼S25C、S5OC、S55C等,價廉而容易取得,加工性亦佳。而S25C用於模貝的承板、定位環、豎澆道、襯套、止動螺栓、支持件等,而少用於模板。S5OC、S55C原則㆖回火到硬度HRc10〜22,以增其加工性,為標準的模板材料。S9CK、Sl5CK因含碳量少、質軟,經由表面滲碳處理,可
淬火回火至HRc46〜58的硬度使用,可用於滾齒材料。

(㆔) 碳工具鋼 ( SK )
碳工貝鋼有SK3、SK5、SK7等,含碳量為0.6%以㆖的高碳鋼,其淬火硬度分別是:SK3、SK5為HRc50〜60,SK7為HRc50〜55, 此類鋼材耐磨耗性
優良,且價格較便宜的工具鋼,用於有滑動部份需高硬度和耐磨耗性的零件,如導銷、襯套、頂出銷、復歸銷等。
(㆕) 合金工具鋼 ( SKS、SKD )
常用的合金工貝鋼有SKS2、SKS3、SKD1l、SKD6l等。SKS2與SKS3是碳工具鋼加鉻、鎢,以增加淬火性、耐磨耗性,用於特別要求硬度與耐磨性的成形模板,其硬度 HRc55〜60。SKDl1、SKD6l是添加釩取代SKS的鎢,其淬火性與耐磨耗性優於SKS,且淬火應變小,其硬度SKDl1為HRc55〜60,SKD61為 HRc45〜51 ,但 SKD61的耐熱,韌性都優於SKD11。
(五) 高速鋼 ( SKH)
此處的高速鋼是指SKH2與SKH3的鎳鉻鋼,為碳鋼加鎳和鉻,增其韌性與淬火性,回火硬度為22〜3OHRc,用於成形模板。
(六) 鎳鉻鉬鋼 (SNCM)
鎳鉻鉬鋼SNCM2是淬火性,耐磨耗性均好,尤其是強度、韌性特別好的鋼材,其用途與高速鋼相似。
(七) 鉻鉬鋼 ( SCM )
鉻鉬鋼SCM3、SCM4是碳鋼加鉻、鉬的構造用鋼,其強度、韌性優於碳鋼,
其價格較SNCM便宜。
(八) 鋁鉻鉬鋼 ( SACM )
鋁鉻鉬鋼之SACM1( 其硬度約為HRc 20〜30 )經氮化處理後(氮化層硬度約為HRc 67)耐磨耗性很高,用於要求硬度和耐磨耗性的滑動部份,如頂出銷等。
(九) 高碳鉻軸承用鋼 ( SUJ )
軸承用高碳鉻鋼(SUJ2)為軸承用的鋼材,耐磨耗性、淬火性佳,硬度約HRc55〜60,用於需要高硬度和耐磨耗性滑動部份。
(十) 不銹鋼 ( SUS )
如PVC的塑料,需用耐蝕性高的模貝材料,可以增加鉻量,減少碳量的不銹鋼SUS來製造,可增加耐蝕性。
(十㆒)鈹銅合金
是㆒種可硬化型的銅合金,如表㆓所示,可以製造成各類塑模,但以射出模具使用最多。常用來製作形狀複雜的公模或母模。其製作的方法是將熔融的合金
注入模型內,然後㆒直加壓直到冷卻為止。其優點為:


1、容易製作形狀複雜之金屬模型。例如複雜彎曲面模型之立體文字。
2、可增加成形效率,鈹銅合金之熱傳導比鋼大2〜3倍。
3、優美之鑄造面,由於用“液體擦光” (fluid hydraulic honing) 得優美表面之
故,可省略加工次數。
4、容易獲得金屬模之補充。
5、適用於大量生產。
6、可縮短模型製造時間。
然而其缺點是:
7、材料單價偏高。
8、鑄造大小受限制( 最大可鑄造約300*300mm)。




工具鋼的編號以材質特性的英文的第㆒個字母作代表,後接的數字代表型
號,其分類如㆘:
W :水淬鋼,共分Wl㆒W7七種。
S :抗震工具鋼,共有Sl〜S5六種。
O :油淬冷作工具鋼,共有O1〜O7八種,Mn,Si,W,M,Cr等合金元。
A :空氣淬硬冷作工具鋼,共有A2〜A10九種,含Mn,Si,W,Mo,Cr,
V等合金元素。
D :高碳高鉻冷作工具鋼,共有Dl〜D7,七種,含Mo,C,Co,等合金
元素。
H :熱作工具鋼,共分㆘列㆔種:
H11〜H16代表鉻基
H20〜H26代表鎢基
H4l〜H43代表鋁基
T :含鎢高速工具鋼,共有T1〜T9等,含w,Cr,V,Co等合金元素。
M :含鉬高速工具鋼,有M1〜M15,M30〜36,含W,Mo,Cr,V等合
金元素。
L :低合金特殊用途工具鋼,有Ll 〜L7。
F :碳㆒鎢工具鋼,有Fl〜F3。
P :低碳模用鋼,有Pl〜P6,P2O〜p2l等。
其它合金鋼 : 6G,6F2〜6F7, 6H1〜6H2等特殊工具鋼。


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