SKD11(合金工具钢)
SKD11(合金工具钢)
属于高碳高铬合金钢,具极高硬度即适切的韧性,并有回火硬化效果。是冲压模、塑胶模等多用途之
代表。淬火后之沃斯田体残留量约在13%~20%,可藉由深冷处理或高温回火加以消除。对于硬度及韧性
两方都重视的模具,以高温回火后二次硬化为HRC58左右的硬度使用,较为安全。
要增加SKD11的耐磨耗性的话,可以使用低温回火,并配合深冷处理,可以延长使用寿命,同时也可以防
止经常使用而产生变形。
一般SKD11会用550°~530°度做高温回火,但若要增加耐磨耗性的话,需要用低温回火,不过各有优缺
点,高温回火后的韧性较佳,可以增加对于破裂的抵抗。而低温回火的耐磨耗性好,使用寿命长。
特性:
(1) 耐磨性大,淬火性佳,淬火变形少。
(2) 热处理钢板,硬度可达HRC58-62度。
(3) 价格中等,硬度高,最常使用之钢板。
(4) 常用于大量生产模具。
(5) 高碳、高铬型合金钢,具极高的硬度以及适宜的韧性,并有回火硬化效果,为典型的风硬钢,
是目前耐磨耗性最好的合金工具钢之一。
(6) 添加有钼、钒等元素,故兼具耐磨、不变形、耐冲击等特性。
(7) 经过二次精炼,清净度佳,晶粒微细。
运用范围:
SKD11常运用在主要模板上(例:上、下模板、脱料板等),
如移印使用之钢板亦是SKD11,硬度落在HRC60~62度。
SKD11于真空热处理后再回火或退火的情形如下
(1)再回火 :
SKD11可以维持原本的硬度或是使硬度降低,依需求而定,再回火的好处是让钢材中的残留沃斯田
铁减少, 使组织更安定,简单讲, 再回火的好处就是消除更多的残留应力, 让韧性好一点。
(2)退火 :
两者都会回到尚未热处理前之硬度 (约HRC15~20),除非是加工错误需要再修改
, 否则不会选择退火。
在热处理方面,采用何种方式较适当?
SKD11现在大多采用真空热处理,淬火温度在1000度C以上,一般多是低温回火(150~200度C)
硬度在HRC61以上。
淬火方式: SKD11是风硬钢,可采空冷就可硬化(在真空炉中是利用液态氮来冷却)淬油、塩浴也行。
SKD11的相当规格:JIS-SKD11/AISI-D2/BS-BD2。
SKD11的成分(%):
C-1.40~1.60,Si<=0.40,Mn-<=0.60,P<=0.03,S<=0.03,Cu<=0.25,Ni<=0.50,
Cr-11.0~13.0,Mo-0.80~1.20,V-0.20~0.50。
名词释义:
淬火:
铁金属加热到变态点摄氏723度以上,施以急冷,如放入水中或放入油中冷却
使结晶粒变细,硬度变高的一种处理方式,经过淬火之后,钢的材质变得很硬,所谓:硬而脆,为了防
止淬火钢的脆裂,因此再经过回火程序。
过程:金属加热后,迅速插入水中快速降温,温度与材料有关。
用途:提升硬度
回火:
因为铁金属在淬火过程中会有残留应力的问题,所以在重新加热淬火过的零件
在变态点温度以下施以油冷或气冷,使残留的奥斯田铁组织能转化为麻田散铁组织,避免铁金属材料经
粹火而发生残留应力脆裂的问题。
零件用久了,所施加的能量 ( 冷加工 ) 会形成“应变能”残留在金属中,这个过程称为:差排变化,
会导致金属钢性与延展性变差。
过程:将淬火钢加热到奥氏体转变温度以下,保温1~2小时冷却。
用途:降低淬火脆性、提升韧性。
退火:
铁金属经铸造或锻造或冷作成型而产生硬度不易加工,所以将铁金属加热到变态点以上,均温后,
在炉内缓慢冷却的一种铁金属材料热处理的方式,退火后的铁金属结晶粒较粗,硬度低,容易在加工。
过程:将金属加温到某个高于再结晶温度的一点,并维持此温度一段时间,再将其缓慢冷却。
用途:而退火程序简明就是重组晶格。
回火的目的:
1. 调整钢材淬火后的硬度;
2. 消除钢材淬火后所产生的应力;
3. 使钢材韧性提升;
4. 析出碳化物使产生二次硬化现象。
回火有:
(1) 高温回火,500度C到A1以下的温度范围,主要是以提升材料的韧性为主,此一制程也称为调质
(淬火后高温为火处理)。而某些合金钢,因其合金元素的缘故,在某些温度范围回火时,其碳化物会再析
出而使得硬度再提高,此一现象就称为二次硬化,
例如 SKD11、SKD61等模具钢,SKH系列的高速钢等等都具有此一特性。
(2) 低温回火,回火温度在150到200度C之间,其作用主要是以调整硬度为主,并消除因为淬火所产生的
内应力。 (回火温度越高残留应力越少)
一般而言,回火的冷却方式像低温回火,从回火炉取出后大多是以工业电扇把它吹凉,也有放着让它自然
冷却的。
高温回火的,则要视其回火温度而定,大原则就是,只要火色消失(600度C)在500度以下时,
可放入水中、油中、或者用风扇强制冷却、自然冷却都可以的。
钢种之热处理温度与硬度对照表: