KTSM40E模具钢的特性与用途

　　日本神户制钢所KTSM40E预硬塑胶模具钢材,切削性好(HRC40时好)大件模料亦拥有里外均衡的硬度以及加工性。

　　KTSM40E化学成分：

　　C:0.12

　　Si:0.30

　　Mn:0.90

　　P:≤0.025

　　S:0.10

　　Ni:3.00

　　Mo:0.30

　　Cu:2.2

　　Al:1.0

　　KTSM40E性能：

　　1.由于是预硬钢,无需热处理(37-41HRC),切削性能佳

　　2.可进行研磨,不易出孔,光泽性好

　　3.大件模也拥有内外均匀的硬度

　　KTSM40E是快削性高硬度的预硬钢，采用特性溶解，拥有优良的切削性，适合于长用模。

　　KTSM40E用途：

　　1.常用树脂制品,家电零件和大型汽车零部件

　　2.日用品和大量日用品模具

　　3.精密橡胶模具

　　4.高强度模具板与夹具类

　　一、特性

　　(一)高硬度

　　合金元素的贡献

　　KTSM40E模具钢含有多种合金元素，这些元素对其硬度有着重要影响。例如，铬(Cr)元素在钢中形成碳化铬(CrC)等硬质相。碳化铬具有极高的硬度，弥散分布在钢的基体中，如同骨架一样支撑着钢的整体结构，从而显著提高了钢的硬度。此外，钨(W)元素的加入也有助于提高硬度，钨原子在钢中能够形成特殊的晶格结构，增加了原子间的结合力，使钢更难以被变形。

　　在金相显微镜下观察经过适当热处理的KTSM40E模具钢，可以看到细小而均匀分布的碳化铬颗粒，这是其高硬度的微观体现。

　　硬度在模具加工中的意义

　　在模具加工中，高硬度的KTSM40E模具钢能够保持模具型腔的形状精度。例如在注塑模具中，当塑料熔体以一定压力注入模具型腔时，高硬度的模具钢可以抵抗塑料熔体的压力，防止型腔壁发生变形，从而确保注塑出的塑料制品尺寸jingque、形状完整。

　　(二)良好的韧性

　　微观结构与韧性的关系

　　KTSM40E模具钢的微观结构设计有助于其具备良好的韧性。其内部的晶粒大小和分布较为合理。较小的晶粒尺寸能够增加晶界面积，而晶界在材料受到外力时可以阻止裂纹的扩展。同时，钢中的一些合金元素能够细化晶粒，例如钛(Ti)元素，它可以与钢中的碳、氮等元素结合形成细小的化合物，这些化合物在钢凝固过程中作为晶核，促使晶粒细化。

　　在冲击试验中，KTSM40E模具钢能够吸收较多的能量而不发生断裂。这是因为当受到冲击时，其合理的微观结构使得裂纹难以迅速扩展，从而表现出良好的韧性。

　　在模具使用中的优势

　　在冲压模具中，尤其是在高速冲压过程中，模具会受到较大的冲击力。KTSM40E模具钢良好的韧性可以防止模具在冲击力作用下发生脆性断裂。例如在汽车零部件的高速冲压生产中，使用KTSM40E模具钢制作的冲压模具能够稳定运行，减少因模具断裂而导致的生产中断和成本增加。

　　(三)优异的耐磨性

　　耐磨机制

　　KTSM40E模具钢的耐磨性主要源于其高硬度的硬质相和表面的特殊结构。除了前面提到的碳化铬等硬质相，钢的表面在使用过程中会形成一层具有一定耐磨性的氧化膜。这层氧化膜能够减少模具与被加工材料之间的摩擦系数，并且在一定程度上保护模具内部的基体结构。

　　在压铸模具中，当高温的金属液(如铝合金液)在模具型腔中流动时，KTSM40E模具钢的耐磨性能够抵抗金属液的冲刷，减少模具型腔的磨损。

　　对模具寿命的影响

　　在长期使用的模具中，如大型注塑模具，KTSM40E模具钢的耐磨性对模具寿命有着至关重要的影响。由于注塑过程中塑料熔体对模具型腔的反复摩擦，耐磨的KTSM40E模具钢可以大大延长模具的使用寿命，降低模具的更换频率，从而提高生产效率和降低生产成本。

　　(四)较好的热疲劳性能

　　热疲劳性能的原理

　　KTSM40E模具钢在高温和温度循环变化的环境下表现出较好的热疲劳性能。这是因为其合金元素的合理搭配能够稳定钢的组织结构。例如，钼(Mo)元素在高温下可以抑制晶粒的长大，并且能够提高钢的再结晶温度。当模具在热加工过程中经历多次加热和冷却循环时，KTSM40E模具钢能够保持其组织结构的稳定性，减少因热应力而产生的裂纹。

　　在热锻模具中，每次锻造操作都会使模具经历从高温到低温的快速变化，KTSM40E模具钢较好的热疲劳性能可以确保模具在多次循环后仍然能够正常工作。

　　在热加工模具中的应用价值

　　在热加工模具领域，如热挤压模具和热压铸模具，KTSM40E模具钢的热疲劳性能使其成为理想的材料。以热挤压模具为例，在挤压金属材料(如铝型材挤压)时，模具需要不断地承受高温金属的挤压和冷却介质的冷却，KTSM40E模具钢能够抵抗这种热疲劳，保证挤压模具的长期稳定运行。

　　二、用途

　　(一)冲压模具

　　汽车冲压件模具

　　在汽车制造中，KTSM40E模具钢广泛应用于汽车冲压件模具。汽车车身的许多部件，如车架、车身侧板等都是通过冲压工艺制造的。KTSM40E模具钢的高硬度和良好的韧性使其能够满足汽车冲压模具对精度和耐用性的要求。

　　例如，在冲压汽车车架部件时，模具需要承受较大的压力和冲击力，KTSM40E模具钢既能够保持模具的形状精度，又能够防止在冲压过程中发生断裂，确保汽车车架的质量和生产效率。

　　电子设备冲压模具

　　对于电子设备中的精密冲压件，如手机内部的金属结构件、电脑主板上的小型冲压件等，KTSM40E模具钢也是一种合适的材料。其高硬度可以保证冲压出的零件尺寸jingque，而良好的韧性则可以适应高速冲压的要求。

　　在手机金属结构件的冲压过程中，KTSM40E模具钢能够确保冲压件的质量，提高生产效率，并且减少模具的维修和更换成本。

　　(二)注塑模具

　　大型注塑模具

　　在制造大型塑料制品的注塑模具中，KTSM40E模具钢的耐磨性和热疲劳性能发挥着重要作用。例如在大型塑料容器(如垃圾桶、储水桶等)的注塑模具中，KTSM40E模具钢能够在长时间的注塑循环过程中抵抗磨损，并且在模具频繁的加热和冷却过程中保持结构稳定。

　　由于大型注塑模具的制造成本较高，KTSM40E模具钢的良好性能可以延长模具的使用寿命，降低生产成本。

　　精密注塑模具

　　对于精密塑料制品，如光学镜片、精密仪器外壳等的注塑模具，KTSM40E模具钢的高硬度和良好的韧性是关键特性。在注塑光学镜片时，KTSM40E模具钢能够保证模具型腔的精度，从而确保镜片的光学性能。

　　同时，其韧性可以防止模具在注塑过程中因微小的应力集中而发生损坏，保证精密注塑模具的正常运行。

　　(三)压铸模具

　　铝合金压铸模具

　　在铝合金压铸行业，KTSM40E模具钢是常用的模具材料之一。例如在汽车发动机缸体、轮毂等铝合金压铸模具中，KTSM40E模具钢的优异的耐磨性、热疲劳性能和较好的韧性使其能够适应压铸过程中的高温、高压和高速金属液流动的要求。

　　在压铸汽车发动机缸体时，KTSM40E模具钢能够抵抗铝合金液的冲刷、腐蚀和热应力的影响，保证压铸模具的使用寿命和压铸产品的质量。

　　锌合金压铸模具

　　对于锌合金压铸模具，KTSM40E模具钢同样表现出色。锌合金压铸过程中，模具需要承受锌合金熔体的腐蚀、磨损和热应力。KTSM40E模具钢的耐磨性和热疲劳性能能够确保模具在长时间的压铸操作中保持良好的性能。

　　例如在锌合金压铸的小五金制品(如拉手、装饰品等)的模具中，KTSM40E模具钢可以保证模具的稳定运行，提高生产效率。

　　(四)热锻模具

　　金属热锻模具

　　在金属热锻领域，如锻造各种钢材、有色金属(如铜、铝)等的热锻模具，KTSM40E模具钢的热疲劳性能和高硬度是其优势所在。在锻造大型钢轴类零件的热锻模具中，KTSM40E模具钢能够承受高温和巨大的冲击力。

　　其热疲劳性能可以保证模具在多次热锻循环后仍然能够正常工作，高硬度则能够防止模具在锻造过程中发生过度变形，确保热锻过程的顺利进行。

　　特殊材料热锻模具

　　对于一些特殊材料的热锻，如钛合金热锻模具，KTSM40E模具钢的良好的韧性和热疲劳性能也能满足要求。钛合金在热锻过程中对模具的要求较高，KTSM40E模具钢能够在钛合金热锻的高温和特殊环境下保持较好的性能，保证钛合金热锻件的质量。