模具钢的发展史

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模具钢的发展史

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-04-10 16:49【

  模具钢是我们加工生产需要的一种钢,对于制造业来说是非常必要的。那么,模具钢是如何发展至如今这样的呢?下面就由天成模具小编来为大家讲一下模具钢的发展史。

  (1)合金钢的问世

  那么,用于模具的工模具钢的发展又是怎样的呢?在英国的谢菲尔德地区,人们曾静用坩埚炼钢发制造出过工模具钢,但都是碳素钢,不过可将它们的含碳量按用途加以改变。现在用作模具材料的工模具钢中含有多种合金元素,驾驭合金元素的过程也就是工模具钢发展的历史。

  历史要追溯到发现电磁感应现象的法拉第。1813年,英国对乌兹钢格外重视,英国皇家研究所对其优异性进行了研究,目的在于开发出更加出色的刀具用钢。受此委托的是迈克尔。法拉第。他从1818年到1823年从事合金钢的研究,想通过合金钢来再现乌兹钢大马士革刀上的花纹。据说他用20种元素及其组合调制了79种合金,并以凝固时的结晶化为要点进行了研究,但尚未达到充分的结论就转到了电磁学的研究。

  (2)向实用钢的进化

  在此之后的大约有100年间,没有新的合金钢的研究成果问世。进入20世纪后,法拉第被锰钢发明者哈德菲德称为“合金钢的创始者”,受到了重新评价。在法拉第之后,经过许多研究者的努力,铬、钨、锆、铌、钒、锰等合金元素相继被发现,几种具有实用性的钢种也前后得到开发。

  后来到了1868年,罗伯特·墨希特发明了8%W合金钢,被称为墨希特钢。这种刚加热后只需放在空气中冷却即可硬化,也就是所谓的自硬钢。后来证实,真正起作用的实际上不是W而是Mn和Cr等其他元素。

  通常所指的墨希特钢是指2%C-2.5%Mn-7%W钢,被认为是最早的合金模具钢。其后人们还开发出了以Cr代替部分Mn的Cr-W自硬钢。

  后来,人们对墨希特钢及其他自硬钢进行了切削性能试验。美国的F·W·泰勒和M·怀特发现用高温热处理(大大高出通常淬火温度的高温淬火)会提高其热硬性(高温时的硬度)在寻找适用于该热处理的合金钢的过程中,终于发明了高速工具钢(简称高速钢)

  高速工具钢在1900年的巴黎世界博览会上由伯利恒钢铁公司展出并获得了极大的关注,这就是高速工具钢诞生的过程。当时高速工具钢的组成为1.85%C-3.8%Cr-8%W。到了1910 年代表W系高速钢主流的18-4-1系高速工具钢(0.75%C-18%W-4%Cr-1%V)被研制成功。其后,又有改善热硬性的Co添加刚问世。另外,由于W只是限于亚洲生产的战略性物资,因此第一次世界大战以后,美国钢铁学会标准AISI M2钢种得到普及并延续至今。

  (3)近代工模具钢的发展过程

  自迈克尔·法拉第于1818年开始研究合金钢起,到后来钨系工模具钢及至高速工模具钢的诞生过程如前所诉。那么,现在所用的工模具钢又是怎样诞生的呢?

  1900年初,含钨低合金钢曾被用于锯条和丝锥等。这主要是通过形成微细碳化合物来增强耐磨性,以及利用晶粒细化效果而得到以实现的。

  成为现今冷作模具钢基础的高碳-高铬钢也起源于哈德菲德对钢中不同含铬量影响的研究。1900年,英国谢菲尔德的库恩里奇研制出了高铬切削工具钢。作为切削工具钢,它的高温强度虽然还未达到预期效果,但却作为模具钢得到了应用。该技术从英国传到了美国,在1920年前后,研究人员为提高这种刚的淬透性而添加了钼(Mo),由此逐渐形成了现在的美国通用空冷模具钢AISI A2。

  热作模具钢的发展经历了从Cr-W系到Cr-W-V系再到Cr-Mo-V的演变。最初人们添加钨是为了提高钢的淬透性,但其实是同时添加的锰起了作用。

  1920年前后,将高钨系高速工具钢中钨(W)的质量分数减半的钢种H21(0.3%C~3.4%Cr-9%W-0.5%V)成为了美国标准钢种。不过,现在的JIS标准钢种并没有将其纳入,最接近的钢种是SKD4。

  进入20世纪30年代,Cr-Mo-V系的H11钢、H13钢及Cr-M-W系的H12钢相继被列入AISI标准。这些钢种分别成为JIS的SKD6钢、SKD61钢、SKD62钢的基础。其中H11钢还作为具有强韧性平衡的超强刚,应用于飞机起落架的制作。

  以上就是小编为大家分享的模具钢的发展史,模具钢经过百余年的发展成就了如今在制造业的重要地位,但模具钢的发展还未走到尽头,随着时代的发展模具钢也会不断进步,天成模具也将如此并一如既往的为客户提供优质服务。


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