TOOLOX44與五金沖壓工具鋼性能對(duì)比?

五金沖壓模具對(duì)所用工具鋼的性能要求如下：

耐磨性、沖擊韌性、抗壓強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、表面硬度

國(guó)內(nèi)常用的沖冷模具鋼主要為：國(guó)產(chǎn)的有Cr12MoV、Cr12Mo1V1、DC53；進(jìn)口的有SKD11、DC53、D2等材料。相比較傳統(tǒng)的冷作工具鋼，瑞典的SSAB集團(tuán)所生產(chǎn)的TOOLOX系列工具鋼產(chǎn)品，應(yīng)用在五金沖壓模具方面有一些比較獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，主要從五金沖壓成型模具所需要的性能和傳統(tǒng)的冷作工具鋼做一些對(duì)比。

l 耐磨性：應(yīng)用在五金沖壓模具方面，磨損主要存在兩種形式：磨粒磨損和粘著磨損；

1. 磨粒磨損：由外界硬質(zhì)顆粒或硬表面的微峰在摩擦副對(duì)偶表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中引起表面擦傷與表面材料脫落的現(xiàn)象，稱為磨粒磨損。其特征是在摩擦副對(duì)偶表面沿滑動(dòng)方向形成劃痕磨粒磨損，對(duì)材料本身的硬度以及成分有很大的關(guān)系，TOOLOX44由于成分的特殊性，以及硬度HRC45-48的范圍，抗磨粒磨損的性能相對(duì)比較弱一些。并且在抗粘著磨損方面效果非常好。

2. 粘著磨損：粘著磨損又稱咬合磨損，它是指滑動(dòng)摩擦?xí)r摩擦接觸表面局部發(fā)生金屬粘著，在隨后相對(duì)滑動(dòng)中粘著處被破壞，有金屬屑粒從零件表面被拉拽下來或零件表面被擦傷的一種磨損形式。避免粘著磨損的方法：選擇合適有較好韌性、表面粗糙度小的材料，采用表面處理（氮化或涂層），限制摩擦表面溫度等措施。TOOLOX44抗粘著磨損效果好。

l 韌性：TOOLOX44工具鋼材料韌性典型值30J，出廠所有鋼板經(jīng)過檢測(cè)確認(rèn)；SDK11系列約5J，需要經(jīng)過淬火+回火，不能保證；DC53約10J，需要經(jīng)過淬火+回火，不能保證。

l 抗壓屈服強(qiáng)（20攝氏度）：

從屈服強(qiáng)度來看，TOOLOX44由于硬度比較低，相對(duì)的屈服強(qiáng)度也比較小，因此TOOLOX44材料就不適合高速及過大的沖擊壓力條件下工作的模具。

l 尺寸穩(wěn)定性：主要是指材料經(jīng)過淬火+回火后，由材料內(nèi)應(yīng)力及機(jī)械加工導(dǎo)致的尺寸變形。這和熱處理后殘留奧氏體的含量以及碳化物析出面積比例有關(guān)，殘留奧氏體和碳化物析出所占面積比例越小，尺寸穩(wěn)定越好。殘留奧氏體隨著時(shí)間的推移，會(huì)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而馬氏體的體積大于奧氏體；因此殘留奧氏體和碳化物析出越多，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力越大，也就更加容易產(chǎn)生變形。TOOLOX系列工具鋼材料碳化物析出和殘留奧氏體面積比例僅為6.4%左右，XW-42和DC53由于產(chǎn)地、熱處理?xiàng)l件和技術(shù)的不同，會(huì)有很大的不確定性。如一勝百、日立、大同等公司專業(yè)的熱處理?xiàng)l件下：

1. SKD11/DC53：1020-1040℃ 低溫回火170-200℃，HRC60-62，殘留奧氏體20%-25%左右；

                               高溫回火500℃，HRC58-60，殘留奧氏體10%-15%

  TOOLOX系列工具鋼的材料尺寸穩(wěn)定性：4000mm長(zhǎng)度內(nèi)：變形量0.1mm。

l 表面硬度：TOOLOX系列工具鋼材料非常合適表面處理，很多模具需要材料的綜合力學(xué)性能，即基體的高強(qiáng)度和表面的高硬度、高耐磨性相結(jié)合的綜合性能，而TOOLOX材料優(yōu)秀的表面處理能力，能很好地解決這個(gè)問題，由于TOOLOX材料的成分設(shè)計(jì)，氮化層和基體結(jié)合非常緊密，通常模具鋼的氮化層都會(huì)產(chǎn)生細(xì)微裂紋，如果微裂紋連接起來，容易造成氮化層剝落，TOOLOX材料有非常優(yōu)異的韌性，不會(huì)產(chǎn)生氮化層剝落的問題。TOOLOX可以表面氮化到HV850（約HRC65左右）；建議氮化溫度：510-530℃。而DC53、SKD11、Cr12MoV系列的材料表面氮化性能不好。由于TOOLOX44材料氮化后，表面硬度比較高，所以模具表面的拉傷等現(xiàn)大大減少，使得產(chǎn)品品質(zhì)更加優(yōu)良。

l 抗回火性能：由于TOOLOX系列的材料經(jīng)過高溫的640度左右回火，因經(jīng)抗回火性能優(yōu)異。

結(jié)論：TOOLOX44由于具備良好的韌性、尺寸穩(wěn)定性、低應(yīng)力、良好的表面處理等性能，是對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求高、韌性好、表面硬度的大尺寸較厚板的沖壓成形模具。

例：分別采用D2、DC53以及TOOLOX，使用結(jié)果如下：

D2：HRC58-60時(shí)10000次，HRC54-56時(shí)10000次

DC53：HRC58-60時(shí)15000次

TOOLOX44氮化256000次，并仍在繼續(xù)使用中……

l 微小變形量：扁平的長(zhǎng)條TOOLOX33，代替原來的圓棒節(jié)省了很長(zhǎng)的一段工時(shí)。這一齒輪導(dǎo)軌加工后非常平直，在寬度方向只有0.004mm微量變形，而1.8m的長(zhǎng)度方向更是只有0.136mm變形量。

結(jié)論：TOOLOX系列由于具備良好的韌性、尺寸穩(wěn)定性、低應(yīng)力、良好的表面處理等性能，是針對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求高、韌性好、表面硬度高的大尺寸較厚板的沖壓成形模具的較好的選材；是機(jī)械設(shè)備行業(yè)導(dǎo)軌用鋼、齒條、齒輪用鋼的較好選擇。