世界上硬度最高的預硬工具鋼TOOLOX
2008年是一個(gè)讓整個(gè)中華民族乃至世界人民都刻骨銘心的一年，模具行業(yè)也同樣激動(dòng)人心。匯率調整、美元波動(dòng)、鐵礦一再上漲、油價(jià)上調，這些與我們密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)影響著(zhù)我國現代化工業(yè)的生存與發(fā)展，導致鋼材上漲、物價(jià)上漲。因此更多的人開(kāi)始更加的關(guān)注成本壓力，在模具鋼材行業(yè)也同樣競爭激烈。目前模具鋼市場(chǎng)進(jìn)口品牌大致如下： UDDEHOLM/瑞典、BOHLER/奧地利、FINCO/美國、S+B/瑞士、AUBERT DUVAL/法國、SSAB/瑞典、Groditz/德國、HITACHI/日立、DAIDO/大同。其中我們可以發(fā)現瑞典鋼廠(chǎng)比往年增加了一個(gè)SSAB，這個(gè)鋼廠(chǎng)的產(chǎn)品其實(shí)很早就已經(jīng)被我國各大用戶(hù)認可，其中最具代表性的耐磨鋼、高強度鋼有HARDOX、WELDOX，目前他們的TOOLOX產(chǎn)品也進(jìn)入了模具應用領(lǐng)域。由于此鋼種非常獨特且對我們模具工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，因此本文著(zhù)重講述此鋼種的應用特點(diǎn)。 1 什么是TOOLOX 1.1 它是一個(gè)來(lái)自瑞典SSAB鋼廠(chǎng)的工具鋼 提到SSAB我想大家可能更多的會(huì )想到ASSAB，即“一勝百”。有些人可能會(huì )問(wèn)這兩個(gè)公司有什么關(guān)系嗎?首先前者是瑞典的公司且是鋼廠(chǎng)，而后者是新加坡企業(yè)，是瑞典UDDEHOLM鋼廠(chǎng)的代理銷(xiāo)售商。那么可能又有人會(huì )問(wèn)，SSAB與UDDHOLM鋼廠(chǎng)之間是否有什么關(guān)系?據了解，SSAB原先是專(zhuān)做高強度鋼、耐磨鋼板，也曾幫UDDEHOLM做預硬鋼的代加工。SSAB鋼廠(chǎng)擁有目前世界上最好的鋼板淬火線(xiàn)和回火線(xiàn)，且熱軋鋼的品質(zhì)也是世界最高的。世上有那么多的鋼廠(chǎng)，5—15mm的預硬鋼板又有幾個(gè)鋼廠(chǎng)可以生產(chǎn)的出來(lái)?因此這種厚度規格的料在當今市場(chǎng)上是無(wú)法找到的第二家的。 1.2 目前唯一能預硬到45HRC的工具鋼 有些讀者可能會(huì )問(wèn)，NAK80,DH2F,FDAC、NIMAX不都是很硬嗎?但我們通過(guò)查閱技術(shù)資料不難發(fā)現這幾種預硬鋼都在HRC42以下。 1.3 材料的均勻性及可加工性 因為有這么高的硬度大家肯定會(huì )去想它能加工得動(dòng)嗎，好加工嗎?因為T(mén)OOLOX的材質(zhì)十分均勻，再加上合金成份的特殊匹配，因此確保了良好的加工性。 1. 4 不需熱處理，降低模具的制作風(fēng)險 記得日本豐田公司對中國的熱處理行業(yè)是這樣評價(jià)的，他們說(shuō)中國是做不好熱處理的，尤其是真空熱處理。他們之所以這樣說(shuō)是因為他們發(fā)現我們國內很多熱處理廠(chǎng)設備簡(jiǎn)陋，工藝不規范，大件產(chǎn)品小件產(chǎn)品均放在一個(gè)爐里淬火，且沒(méi)有熱電耦，溫度得不到很好的控制，因此做出的產(chǎn)品質(zhì)量就不可能穩定。但這些風(fēng)險對特牢鋼/TOOLOX來(lái)講根本不存在，原因是它在出廠(chǎng)時(shí)就已預硬到了一定的硬度。有人會(huì )說(shuō)特牢鋼硬度再硬只不過(guò)才45HRC，而2344,8407淬火之后都要達到52HRC。其實(shí)對于這個(gè)問(wèn)題SSAB鋼廠(chǎng)并不是沒(méi)有考慮過(guò)，而是就目前市場(chǎng)對淬火鋼的使用角度來(lái)看，尤其是壓鑄模具鋼淬火的硬度均在45—48HRC之間。而做塑膠硬模的，如PC+GL或PA+GL的模具考慮耐磨性因此大多數使用者均將8407淬硬到52HRC。但由于硬度過(guò)高，所以模具開(kāi)裂的問(wèn)題就時(shí)有發(fā)生了。這里我認為大多使用者都存在一個(gè)誤區，認為鋼材越硬就越耐磨，模具壽命就越高。通過(guò)我們對玻璃纖維的模具磨損試驗得知事實(shí)并非如此，具體數據如圖表所示。打個(gè)最簡(jiǎn)單的比方，眾所周知，玻璃的表面是很硬的，HRC達到六十幾，但它也是最容易破碎的。 1.5 大大縮短模具的生產(chǎn)周期 由于它不需熱處理因此在模具制作周期上大縮短，尤其像手機模。模具開(kāi)發(fā)的周期相當之短，據我們對比亞迪、富士康等公司的了解，他們的手機模具最短在48小時(shí)內就必須要生產(chǎn)出來(lái)。他們在沒(méi)有用特牢鋼之前基本都用2344,8407等材料先淬好火后再加工使用。這樣一來(lái)淬火后的鋼材加工只能用線(xiàn)割或慢絲來(lái)做，加工難度很大。且由加工熱引起的加工應力就自然會(huì )導致模具變形，增加修模的難度。而愛(ài)立信公司曾用特牢鋼在沒(méi)有進(jìn)行任何表面處理的情況下模次可達500,0000次。特牢鋼確實(shí)解決了手機模具的生產(chǎn)周期問(wèn)題，保證更多更好的新型號手機及時(shí)走向市場(chǎng)。 1.6 極大的耐磨性和穩定性 SSAB鋼廠(chǎng)的主打產(chǎn)品就是生產(chǎn)高強度鋼板WELLDOX及耐磨鋼板HARDOX，與我國的徐工及三一重工已經(jīng)合作近十多年了，因此TOOLOX也同樣具備它的耐磨性。相比之下前二者更具備了尺寸穩定性，原因是TOOLOX經(jīng)過(guò)了高溫擴散性退火處理內應力非常低，因此加工后的變形量也非常低，如圖示案例： 1.7 與ESR重熔鋼相媲美的拋光性能，并與同類(lèi)其他材料相比，拋光時(shí)間能縮短1/3 一般鋼材為了提高鋼材的純凈度大多采用電渣重溶/ESR工藝處理，而TOOLOX是采用CSR工藝處理。這也是為什么鋼材從鋼廠(chǎng)出來(lái)時(shí)都有厚厚的黑色的氧化皮的原因所在。而特牢鋼/TOOLOX卻無(wú)一點(diǎn)氧化皮，且表面非常平整?？催^(guò)特牢鋼的人無(wú)不對此表示質(zhì)疑和稱(chēng)贊。質(zhì)疑的是它為什么會(huì )沒(méi)有氧化皮，稱(chēng)贊的是這么大的一張鋼板為什么能做的這樣平整，硬度如此之高。我們大多數的預硬鋼板都是外面硬心部軟，而特牢鋼與此相反，心部硬度與表面硬度不會(huì )差三度。 1. 8 特別適合氮化，PVD涂層處理和曬紋處理 由于材質(zhì)的純凈性及硬度的均勻性恰好造就了它的表面可氮化性，氮化后可達到非常好的強度效果，原因是鋼材的基體比較硬，這一點(diǎn)很重要。如果把玻璃比作氮化層或者是PVD涂層，海綿比作模具鋼，那么就算它的表面硬度很高可基體較軟而最終導致整體失效。因此能有像特牢鋼這么好的基體組織是非常難得的，同時(shí)它也容易做曬紋處理。 1.9 電火花加工性能極佳 電火花加工無(wú)論在模具加工還是在機械加工方面都越來(lái)越得到應用，原因是它解決很多NC所能解決的加工問(wèn)題。由于在放電的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生高溫，因此對工件的表面會(huì )造成白層即相當于將鋼材進(jìn)行了瞬間淬火，因此在工件的加工處硬度會(huì )很高，而且易發(fā)生斷裂、影響拋光效果等諸多問(wèn)題。因此要求鋼材需要很好的穩定性，而特牢鋼剛好具備這一要求，尤其是它的鏡面電火花會(huì )更有突出的表現，這一點(diǎn)是其它鋼材所不及之處。 1.10它具備完善的質(zhì)量體系 據了解SSAB的鋼板每張均做檢測，無(wú)論是探傷還是硬度測試都有著(zhù)嚴格的流程。而其它鋼廠(chǎng)包括同類(lèi)的各大鋼廠(chǎng)都是批量進(jìn)行檢測，因此像我們在使用國內鋼材做模具時(shí)，時(shí)常會(huì )發(fā)生當一塊板上出現問(wèn)題，這一整批料上都會(huì )出現同樣的問(wèn)題。因為檢測流程較松，有問(wèn)題的鋼板流向市場(chǎng)而給客戶(hù)帶來(lái)巨大的損失。特牢鋼與其它廠(chǎng)家不同之處就是他們將每一塊檢測合格的鋼板做好編號及標注好爐號，且將其數據放在它們的網(wǎng)站上，任何想使用它的人都可以直接登錄anglissmouldsteel.com查得到它的尺寸及硬度，且隨時(shí)更新數據。 2 特牢鋼/TOOLOX給我們模具及機械行業(yè)帶來(lái)了什么 上面提到了特牢鋼的諸多特點(diǎn)，那么它到底給我們帶來(lái)了什么呢?我們先從模具行業(yè)來(lái)講，就拿海爾模具當中的一個(gè)產(chǎn)品上來(lái)講吧。如下圖所示：當壁這么薄的情況下，所用的模具材料也自然很薄，該司之前選用過(guò)DAC55、SKD61、SKD11均因淬火后變形量太大而失敗，而如果選用一般的預硬材料模具壽命又會(huì )有影響?？赡苡腥藭?huì )問(wèn)是否可以用一般預硬鋼在氮化到所要硬度?我們知道就算是氮化，也是有變形量存在的，最少有0.1mm的變形公差存在。并且這么薄的工件料又如何去返修呢?因此海爾模具準確無(wú)誤的選用了特牢鋼。 在壓鑄模具方面特牢鋼的功勞更是突出。比如像鋁鎂合金的手機外殼、電腦外殼均有很好的表現。目前在鎂合金模具領(lǐng)域像以比亞迪為代表的公司正在越來(lái)越多的使用特牢鋼，特牢鋼也為他們節省了很多成本。9月10日受比亞迪的邀請參加了他們公司舉辦的供應商大會(huì )，大家在一起討論如何控制成本、如何確保品質(zhì)、如何會(huì )更有競爭力。大家都對DELL公司成本控制感到驚嘆，對日本的迪斯尼樂(lè )園的成功運營(yíng)感到十分佩服。我想特牢鋼似乎像電影里的救世主，在當今日品目繁多的模具鋼市場(chǎng)中它脫穎而出，使大家耳目一新。 3 特牢鋼的是世界上最完美的工具鋼嗎? 上面我們提到了關(guān)于特牢鋼的很多優(yōu)點(diǎn)，難道它就一點(diǎn)缺點(diǎn)都沒(méi)有嗎?世界上沒(méi)有任何可以稱(chēng)作完美的東西，特牢鋼也不例外。我想很多用過(guò)特牢鋼的人可能都知道。它的防銹能力不比S136，原因是它并不屬于不銹鋼系列。細心的人可能會(huì )發(fā)現，特牢鋼的Cr的含量遠遠低于S136。但為什么有些人還用特牢鋼來(lái)替代S136來(lái)做一些模具產(chǎn)品呢?原因有很多種?？蛻?hù)在做一些高壽命、高光潔度的模具時(shí)往往會(huì )選用S136的材料。這種情況下產(chǎn)品材質(zhì)對鋼材的腐蝕并不是很強，因此客戶(hù)充分的抓住了特牢鋼不用再次熱處理而且同樣具備高耐磨性、高拋光性的優(yōu)勢而選擇了特牢鋼。但是如果是做PVC、POM這樣的塑料產(chǎn)品時(shí)選擇特牢鋼就是錯的，因為特牢鋼無(wú)法承受這兩種材料對其的腐蝕。 4 結束語(yǔ) 工具鋼作為基礎行業(yè)的基礎，作為模具行業(yè)的重要組成部分，它的變化更新無(wú)時(shí)無(wú)刻都備受關(guān)注。特牢鋼的問(wèn)世具備一定的時(shí)代意義。它似乎預示著(zhù)我國的模具產(chǎn)業(yè)不再像以前一樣僅僅做一些粗而大的產(chǎn)品，而是朝著(zhù)高精密、高要求、高技術(shù)含量的方向在發(fā)展。它的問(wèn)世也同樣激勵了我國特鋼冶煉技術(shù)的發(fā)展。
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