TOOLOX44材料應用在塑料模具方面

TOOLOX44與五金沖壓工具鋼性能對比如何？

五金沖壓模具對所用工具鋼的性能要求如下：

耐磨性、沖擊韌性、抗壓強度、尺寸穩定性、表面硬度

國內常用的沖冷模具鋼主要為：國產的有Cr12MoV、Cr12Mo1V1、DC53；進口的有SKD11、DC53、D2等材料。相比較傳統的冷作工具鋼，瑞典的SSAB集團所生產的TOOLOX系列工具鋼產品，應用在五金沖壓模具方面有一些比較獨到的優點，主要從五金沖壓成型模具所需要的性能和傳統的冷作工具鋼做一些對比。

l 耐磨性：應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：由外界硬質顆粒或硬表面的微峰在摩擦副對偶表面相對運動過程中引起表面擦傷與表面材料脫落的現象，稱為磨粒磨損。其特征是在摩擦副對偶表面沿滑動方向形成劃痕磨粒磨損，對材料本身的硬度以及成分有很大的關系，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，它是指滑動摩擦時摩擦接觸表面局部發生金屬粘著，在隨后相對滑動中粘著處被破壞，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，出廠所有鋼板經過檢測確認；SDK11系列約5J，需要經過淬火+回火，不能保證；DC53約10J，需要經過淬火+回火，不能保證。

l 抗壓屈服強（20攝氏度）：

從屈服強度來看，TOOLOX44由于硬度比較低，相對的屈服強度也比較小，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 尺寸穩定性：主要是指材料經過淬火+回火后，由材料內應力及機械加工導致的尺寸變形。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，殘留奧氏體和碳化物析出所占面積比例越小，尺寸穩定越好。殘留奧氏體隨著時間的推移，會逐步轉變為馬氏體，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，產生的內應力越大，也就更加容易產生變形。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由于產地、熱處理條件和技術的不同，會有很大的不確定性。如一勝百、日立、大同等公司專業的熱處理條件下：

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定性：4000mm長度內：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性能，即基體的高強度和表面的高硬度、高耐磨性相結合的綜合性能，而TOOLOX材料優秀的表面處理能力，能很好地解決這個問題，由于TOOLOX材料的成分設計，氮化層和基體結合非常緊密，通常模具鋼的氮化層都會產生細微裂紋，如果微裂紋連接起來，容易造成氮化層剝落，TOOLOX材料有非常優異的韌性，不會產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大大減少，使得產品品質更加優良。

l 抗回火性能：由于TOOLOX系列的材料經過高溫的640度左右回火，因經抗回火性能優異。

結論：TOOLOX44由于具備良好的韌性、尺寸穩定性、低應力、良好的表面處理等性能，是對尺寸穩定性要求高、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，使用結果如下：

D2：HRC58-60時10000次，HRC54-56時10000次

DC53：HRC58-60時15000次

TOOLOX44氮化256000次，并仍在繼續使用中……

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

結論：TOOLOX系列由于具備良好的韌性、尺寸穩定性、低應力、良好的表面處理等性能，是針對尺寸穩定性要求高、韌性好、表面硬度高的大尺寸較厚板的沖壓成形模具的的選材；是機械設備行業導軌用鋼、齒條、齒輪用鋼的選擇。