SKD11模具钢的用途及特性

　　日本大同JIS标准SKD11是高耐磨韧性通用冷作模具钢、高碳高铬合金工具钢和真空脱气精炼钢，钢质纯净,具有淬透性好、淬火变形量小的良好淬硬性。该钢经球化退火软化处理，可加工性良好，碳化物颗粒细小均匀，无须担心淬火开裂强化元素钼、钒的特殊加入。

　　SKD11化学成分：

　　C碳 1.4~1.6

　　Si硅 ≤0.40

　　Mn锰 ≤0.60

　　P磷≤0.030

　　S硫≤0.030

　　Cr铬 11.0-13.0

　　Mo钼 0.80-1.20

　　Ni镍≤0.50

　　V钒 0.20-0.50

　　Cu铜≤0.25

　　SKD11退火态,硬度≤255HBS

　　一、特性

　　(一)高硬度与耐磨性

　　合金成分的作用

　　SKD11模具钢主要合金元素为铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)等。铬含量较高(约12%)，铬能形成碳化铬(Cr₇C₃)等硬质相，这些硬质相弥散分布在钢基体中，提高了钢的硬度。其洛氏硬度(HRC)可达58 - 62。钼元素可细化晶粒并提高钢的淬透性，增强钢的硬度和韧性。钒元素形成的碳化钒(VC)硬度极高，进一步提高了钢的耐磨性。

　　在模具工作时，例如在冷冲压模具冲裁过程中，模具刃口与板材之间产生强烈的摩擦。SKD11模具钢中的硬质相能够抵抗这种摩擦，使刃口保持锋利，减少磨损。

　　与其他模具钢对比

　　与普通碳素模具钢相比，SKD11的耐磨性有显著提高。例如，在相同的冲裁条件下，普通碳素模具钢可能冲裁数千次后刃口就严重磨损，而SKD11模具钢冲裁数万次后刃口仍能保持较好的形状，从而大大延长了模具的使用寿命。

　　(二)良好的淬透性

　　合金元素的影响

　　铬(Cr)、钼(Mo)等合金元素的存在使SKD11模具钢具有良好的淬透性。在淬火过程中，这些合金元素能够降低钢的临界冷却速度，使得模具在淬火时，即使在较慢的冷却速度下也能获得马氏体组织，从而保证整个模具截面获得均匀的高硬度和高强度。

　　例如，对于较大尺寸的模具，良好的淬透性意味着在淬火处理后，模具从表面到心部都能达到所需的硬度和性能要求，避免了因淬透性不好而导致的心部硬度不足、表面硬度不均匀等问题。

　　(三)较好的韧性

　　微观结构与韧性的关系

　　SKD11模具钢通过合理的热处理工艺，其微观结构能够提供较好的韧性。在淬火和回火过程中，钢中的合金元素和组织转变相互作用。例如，回火过程中马氏体的分解和碳化物的析出与聚集会影响钢的韧性。适当的回火处理可以使SKD11模具钢在保持高硬度的同时，具有较好的韧性。

　　在冷作模具受到冲击载荷时，如冷镦模具在冷镦过程中，模具会受到瞬间的冲击压力。SKD11模具钢的较好韧性能够防止模具发生脆性断裂，保证模具的正常工作。

　　(四)热稳定性

　　高温下的性能表现

　　虽然SKD11主要用于冷作模具，但它也具有一定的热稳定性。在较高温度下(一般不超过500°C)，其硬度和强度不会急剧下降。这是因为合金元素铬(Cr)、钼(Mo)等在高温下能够抑制钢的晶粒长大，保持组织的稳定性。

　　在一些特殊的冷作模具应用中，可能会有短暂的局部高温情况，例如高速冲裁时模具刃口因摩擦产生的热量。SKD11模具钢的热稳定性能够确保在这种情况下模具性能不会迅速恶化。

　　二、用途

　　(一)冷作模具

　　冲裁模具

　　广泛应用于各种金属材料的冲裁模具，如冲裁钢板(包括低碳钢、中碳钢等)、钢带等。其高硬度和耐磨性确保冲裁刃口的质量和寿命，能够准确地冲裁出所需的形状和尺寸。

　　冷镦模具

　　在冷镦模具中，用于制造各种螺栓、螺母等冷镦件。SKD11模具钢的较好韧性和高硬度使其能够承受冷镦过程中的高压力和冲击载荷，保证冷镦模具的可靠性和使用寿命。

　　冷挤压模具

　　对于冷挤压模具，如挤压各种金属管材、棒材等，SKD11模具钢的高硬度和良好的耐磨性能够保证模具在挤压过程中的形状精度和表面质量，同时其较好的韧性也能适应挤压过程中的复杂应力。

　　(二)成型模具

　　弯曲模具

　　在金属板材的弯曲模具中，SKD11模具钢可以保证模具在弯曲过程中的精度和稳定性。其高硬度能够抵抗板材弯曲时产生的摩擦力，较好的韧性能够适应弯曲过程中模具所受的应力变化。

　　拉深模具

　　在拉深模具方面，用于拉深各种金属容器、零件等。SKD11模具钢的特性能够确保拉深模具在拉深过程中对板材的有效成型，避免模具过早磨损和变形，保证拉深件的质量。