模具钢Cr12、SKD11与S136的区别

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在模具制造行业中，材料的选择至关重要，它直接影响到模具的使用寿命、加工效率以及产品的最终质量。SKD11、Cr12与S136作为三种常用的模具钢材料，各自具有独特的性能特点和适用场景。本文将详细介绍这三种材料的区别，并针对非标机械设计中模具钢材料的选择提供指导。

一、SKD11、Cr12与S136的区别

（一）材料特性

 1. SKD11

SKD11是一种高碳高铬合金工具钢，属于日本JIS标准。其主要化学成分包括碳（1.4%-1.6%）、铬（11%-13%），并添加了钼、钒等强化元素。这些元素的加入使得SKD11具有淬透性好、淬火变形量小的良好淬火性。经过热处理后，SKD11的硬度可达HRC 58-63，甚至更高，耐磨性约为Cr12MoV的2-3倍，且抗崩裂性更优。此外，SKD11还具有良好的韧性与抗高温疲劳性能，能承受温度聚变，适宜在高温下长期工作。

2. Cr12

Cr12是一种国产高碳高铬冷作模具钢，属于SKD11的简化版本。其主要化学成分包括碳（2.0%-2.3%）、铬（11%-13%），但无钼、钒等强化元素。Cr12的出厂硬度一般≤HRC25，淬火后可达HRC58-60。与SKD11相比，Cr12的耐磨性中等，韧性较差，易脆裂。此外，Cr12的耐腐蚀性也较弱，长期使用易生锈，寿命较短。

3. S136

S136是一种低碳高铬不锈钢，也称为420SS或4Cr13，属于马氏体不锈钢。其主要化学成分包括碳（0.38%）、铬（13.6%），并含有适量的硅、锰等元素。S136的硬度较低，通常在HRC48-52之间，但其耐腐蚀性极佳，抛光后可达镜面效果。此外，S136还具有良好的热稳定性和耐磨性，能够在高温环境下保持较好的硬度和强度。


（二）加工难易度

 1. SKD11

由于SKD11具有高硬度和高合金含量，因此加工难度相对较大。在切削加工过程中，对刀具和工艺的要求较高。然而，与Cr12相比，SKD11的加工性能仍然较好，切削加工时刀具磨损速度相对较慢。

 2. Cr12

Cr12的加工难度较大，切削加工时刀具磨损快，加工效率低。这主要是由于其高碳高铬的化学成分以及较差的韧性所导致的。此外，Cr12的热加工性也较差，需要严格控制加热和锻造工艺。

 3. S136

S136的加工性能相对较好，可进行高精度加工，能加工复杂形状的模具零件。在抛光过程中，S136能够获得良好的表面光洁度，满足光学镜面模具等高光洁度要求。

（三）应用场景

 1. SKD11

SKD11由于其高硬度、高耐磨性和良好的韧性，被广泛应用于高精度冷冲模、剪切模、精密冲裁模等重负荷模具中。例如，在电子零件冲压模、耐滑块冷镦模具等领域，SKD11都表现出了出色的性能。

 2. Cr12

Cr12由于成本低廉，被广泛应用于普通冷冲模、刀具等低负荷场景中。尽管其耐磨性、韧性和耐腐蚀性都较弱，但在一些对模具寿命要求不高的场合下，Cr12仍然是一个经济实用的选择。

 3. S136

S136由于其优异的耐腐蚀性和抛光性能，被广泛应用于注塑模、光学镜面模具等潮湿或腐蚀性环境中。此外，S136还适用于与食品接触的行业，因为其无毒、可回收的特点符合可持续发展的要求。

择加工性能较好的材料。例如，S136的加工性能相对较好，可进行高精度加工，能加工复杂形状的模具零件。

 2. 热处理

SKD11和Cr12都需要通过淬火和回火等热处理工艺来达到目标硬度。在选择这两种材料时，需要考虑热处理工艺对模具尺寸稳定性和性能的影响。而S136通常以预硬态供货，减少了加工后变形的风险。

（四）综合考量成本与性能

在非标机械设计中，模具钢材料的选择还需要综合考量成本与性能。预算有限且对模具寿命要求不高时，可以选择Cr12作为经济实用的选择。然而，对于高附加值模具（如汽车部件、电子精密件等），应优先选择SKD11或S136等高性能材料，通过长寿命来降低综合成本。

三、结论

SKD11、Cr12与S136作为三种常用的模具钢材料，各自具有独特的性能特点和适用场景。在非标机械设计中，模具钢材料的选择应根据具体的设计需求（如模具类型、工作环境、生产工艺以及成本预算等）来进行综合考虑。通过合理选择材料，可以确保模具的性能稳定、加工效率提高以及产品质量的提升。同时，随着新材料和新技术的发展，我们还应关注模具钢材料的最新动态，不断更新和优化选材方案。