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(guò)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(lái)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(guò)檢測(cè)確認(rèn)；SDK11系列約5J，需要經(jīng)過(guò)淬火+回火，不能保證；DC53約10J，需要經(jīng)過(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(wèn)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(lái)，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(wèn)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(guò)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(lái)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。