模具鋼材新世紀(jì)-LKM838H的性能和用途淺析
“工欲善其事,必先利其器”,模具行業(yè)一向有“工業(yè)之母”之稱(chēng),如何正確選擇并使用高品質(zhì)的模具鋼一直是模具設(shè)計(jì)者孜孜以求的課題。作為全球知名的模架和模具材料供應(yīng)商,龍記集團(tuán)一直致力于為模具業(yè)界提供全方位的技術(shù)解決方案,不斷推陳出新,**模具行業(yè)用材的新潮流。
自步入21世紀(jì)來(lái),隨著汽車(chē)行業(yè)在中國(guó)特別是華南地區(qū)的迅猛發(fā)展,及歐美大型塑膠模具訂單不斷外發(fā)到中國(guó),模具業(yè)渴望得到一種集優(yōu)良的機(jī)械加工性和表面加工性（蝕紋和拋光）于一身,同時(shí)具備良好焊接性能的新型P20模具鋼。有鑒于此,龍記集團(tuán)連同歐洲知名鋼廠(chǎng)共同研發(fā)一種新世代之P20鋼種,以符合前述之要求,LKM838H應(yīng)運(yùn)而生,自2004年推出后一直受到廣大客戶(hù)的青睬。本文將詳細(xì)剖析LKM838H的性能和用途。
LKM838H的磚利化學(xué)成分及各元素在鋼中的作用
表1典型值（重量百分?jǐn)?shù)％）
對(duì)表1中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可知：
1.LKM838H降低C和Si含量以提高鋼的熱傳導(dǎo)性,焊接性和韌性；
2.LKM838H中,低Cr含量,以減低初生Cr23C7的含量,減少組織中的大塊初生碳化物的偏析,從而提高機(jī)械加工性和拋光平面度；
3.LKM838H增加Mo含量,以增加熱穩(wěn)定性高,尺寸細(xì)小,彌散分布的M2C和MC型碳化物數(shù)量,從而提高鋼的抗回火能力和整體耐磨性；
4.LKM838H成分中,微合金化元素的添加,細(xì)化晶粒,并大幅提高大尺寸截面淬透性和組織均勻性；
5.減低LKM838H成分中Ni含量以提高鋼的熱傳導(dǎo)性。
LKM838H適用于大型高鎖模壓力的中等批量普通塑膠模制造,這一特殊鋼的化學(xué)成分已獲國(guó)際磚利,獨(dú)特的成分配比和嚴(yán)格的品質(zhì)管控措施確保了該種鋼材結(jié)構(gòu)的高度連續(xù)性。
LKM838H的機(jī)械性能和金相組織
LKM838H是以預(yù)硬態(tài)交貨,其硬度范圍在HB330-360之間,得益于其特殊的成分配比,在大尺寸截面上亦能保持均勻的硬度,不但有益于槍鉆加工,對(duì)大型模具型腔表面的蝕紋咬花尤其有利,如表2所示。
表2典型值（室溫20℃）

 LKM838H的金相組織組為均勻的索氏體＋貝氏體混合相和粒狀碳化物,偏析程度較DIN1.2738大大減輕,這種優(yōu)勢(shì)可使模具獲得理想的表面加工狀態(tài)。LKM838H交貨后可直接刻模使用,無(wú)需亦不推薦進(jìn)行淬硬處理,如欲進(jìn)一步提高模具的耐磨性,建議在模具試模定型后施以表面軟氮化處理。

LKM838H的金相組織 500X LKM838H的物理性能
得益于LKM838H的高導(dǎo)熱性,不但可減低機(jī)加工時(shí)刀具的損耗,*重要是可籍此提高大型注塑模具的生產(chǎn)效率,從而為模具使用者帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的利益,如表3所示。
表3 LKM838H的物理性能
下表4為一電視機(jī)后殼模具采用不同模具材料注塑效率之對(duì)比：
表4電視機(jī)后殼模具采用不同模具材料注塑效率之對(duì)比
 LKM838H的機(jī)械加工性能和放電加工性能
相較于同類(lèi)P20型高硬度普通塑膠模具鋼,LKM838H具備非常出色的機(jī)加工性能和超低的刀具損耗率,公司委托LEEPORT采用OKUMA加工中心和三菱刀具對(duì)LKM838H,LKM738H和LKM738三類(lèi)材料進(jìn)行加工測(cè)試,結(jié)果表明：LKM838H的加工長(zhǎng)度為170-200m時(shí),刀具損耗為60％,與低硬度的LKM738相似,而LKM738H的加工長(zhǎng)度為37-41m時(shí),刀具損耗已達(dá)到65%。LKM838H非常適合制作需作大量機(jī)加工的大型塑膠模,能大大縮短制模周期并節(jié)省刀具的費(fèi)用。
測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)下表5：
表5 LKM838H,LKM738H和LKM738測(cè)試數(shù)據(jù)
預(yù)硬態(tài)交貨的LKM838H經(jīng)過(guò)充分的高溫回火,適合進(jìn)行電火花放電加工和線(xiàn)切割加工,為使模具在放電加工后獲得理想的表面狀態(tài),需格按照下列指引進(jìn)行操作：
1.加工完結(jié)前,調(diào)低電流到*小值并用高頻率結(jié)束放電以減低變質(zhì)層的厚度；
2.加工完結(jié)后必須進(jìn)行去應(yīng)力回火（回火溫度：530℃）以消除模具表面的張應(yīng)力,并徹底打磨去除放電變質(zhì)層（含熔化層＋滲碳淬火層＋過(guò)回火層）以獲得*佳模具壽命。
LKM838H的焊接性能
低含碳量及均衡的成分配比令到LKM838H非常易于焊補(bǔ),它具備超低的焊接熱敏感性和高的抗熱疲勞性,采用正確的焊接工藝進(jìn)行氬弧焊補(bǔ),可令焊區(qū)的拋光和蝕紋效果與基體完全一致。焊補(bǔ)LKM838H需用供應(yīng)商提供的專(zhuān)用焊枝（Z04-P24-16）進(jìn)行焊接并在焊前對(duì)焊枝進(jìn)行干燥處理以杜絕氫脆風(fēng)險(xiǎn),焊接過(guò)程中必須施以325℃的預(yù)熱和保溫以防止冷裂,焊后必須進(jìn)行550℃回火充分消除應(yīng)力并使母材和熔合區(qū)的硬度均勻化。
 LKM838H的應(yīng)用領(lǐng)域
選擇塑膠模選材,至少需考慮六大要素：
1.模具材料的特性；
2.被加工塑膠材料的特性；
3.模具的尺寸和設(shè)計(jì)；
4.模具批量；
5.生產(chǎn)速度；
6 .模具的表面要求。
LKM838H集磚利合金成分,易加工性,高導(dǎo)熱性和良好的表面加工效果及優(yōu)異的焊接性于一身,適合制作要求中等批量生產(chǎn)的非腐蝕性塑膠制品模,如PP,ABS,PE,PS等；適合制作大型注塑模之原身模和鑲件,如汽車(chē)配件模,家電外殼模等；亦適合制作高強(qiáng)度滑塊,模板及軸類(lèi)機(jī)械零件等。
塑膠模具的經(jīng)濟(jì)學(xué)
由圖中,可以看出,在注塑模具的制作費(fèi)用中,材料費(fèi)用僅占15%左右,模具設(shè)計(jì)和加工費(fèi)用占了半數(shù),模具材料的特性不但左右了模具的設(shè)計(jì)和加工,而且對(duì)模具的質(zhì)素（可靠性,穩(wěn)定性,壽命和產(chǎn)品質(zhì)素）起著決定性的作用。

塑膠模具的經(jīng)濟(jì)學(xué)隨著“長(zhǎng)三角”模具制造業(yè)的崛起,模具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益白熱化,模具制造商不得不通過(guò)縮短制模周期,降低模具成本等方法來(lái)增加利潤(rùn)。在模具的使用期,一套選材不當(dāng)?shù)哪＞卟粌H會(huì)影響模具的使用性能及使用壽命,亦會(huì)為客戶(hù)增加生產(chǎn)成本,影響生產(chǎn)進(jìn)度,因此,合適的模具材料,必將為模具制作和使用者帶來(lái)源源不斷的利潤(rùn)。