KD11V模具钢的特性与用途
KD11V 是一种由日本日立金属(Hitachi Metals)开发的高耐磨、高韧性冷作模具钢,属于 D系列模具钢(类似SKD11的改进型),适用于高精度、长寿命的冲压、剪切和成型模具。
日本高周波JIS标准KD11V冷作模具钢。采用电炉和真空精炼技术,化学成分中相应降低低了C和Cr含量,另外加入Ti和Nb使碳化物细小均匀,加入Mo以保持耐磨性能。
KD11V化学成分:
碳 C:1.45~1.70
硅 Si:≤0.40
钒 V:0.15~0.30
钼 Mo:0.40~0.60
锰 Mn:≤0.40
铬 Cr:11.00~12.50
镍 Ni:≤0.25
铜 Cu:≤0.30
磷 P:≤0.030
硫 S:≤0.030
KD11V硬度 :退火,255~207HB,压痕直径3.8~4.2mm;淬火,≥58HRC
(2)热处理性能
淬火温度:1000-1050℃(油冷或气淬),硬度可达 HRC 60-62。
回火温度:180-250℃(低温回火保持高硬度)或 500-550℃(高温回火提高韧性)。
良好的尺寸稳定性:热处理变形小,适合精密模具。
(3)核心优势
✅ 超高耐磨性:接近高速钢(如SKH51),但成本更低。
✅ 高韧性:优于传统Cr12型钢(如Cr12MoV),抗崩角能力强。
✅ 优异的切削加工性:退火态硬度≤HB 255,便于机加工。
✅ 适合表面处理:可氮化、PVD涂层,进一步提升寿命。
2. 典型用途
(1)精密冷作模具
高精度冲裁模(IC引线框架、电子接插件)
精密冲压模(汽车零件、钟表齿轮)
冷挤压模(不锈钢紧固件、轴承套圈)
(2)高耐磨剪切工具
精密剪切刀片(硅钢片、不锈钢薄板分条)
高负荷冲剪模(1.5mm以上高碳钢冲裁)
(3)其他应用
塑料注塑模(增强纤维材料成型)
轧辊(高精度薄板轧制)
3. 与其他模具钢对比
钢种优势局限性适用场景
KD11V高耐磨+高韧性,综合性能优红硬性不如高速钢精密冷冲模、高耐磨工具
SKD11成本低,通用性强韧性稍差,易崩角普通冷作模具
DC53韧性更好,适合高冲击耐磨性略低于KD11V高负荷冷镦模
SKH51(高速钢)红硬性极佳,耐磨性优脆性大,成本高高速切削刀具
4. 使用建议
(1)热处理优化
真空淬火:减少氧化,提高表面质量。
深冷处理(-70℃~-196℃):提升硬度(+1~2HRC)和尺寸稳定性。
(2)表面处理推荐
工艺效果适用场景
氮化表面硬度HV1000~1200,耐磨性↑30%高摩擦冲压模
TiN涂层降低摩擦系数,防粘着磨损精密冲裁模
TD处理形成VC层,硬度HV3000+不锈钢连续冲压模
(3)加工要点
线切割:采用多次精修,减少白层(推荐慢走丝)。
磨削:使用CBN砂轮,避免过热导致回火软化。
5. 失效模式与改进方案
失效类型原因分析解决方案
刃口崩裂冲裁间隙过小/热处理应力大调整间隙至料厚10%~15%
型面拉伤润滑不足/表面硬度不足增加涂层或TD处理
早期磨损材料硬度不足/载荷过高提高淬火硬度或换更高牌号
总结
KD11V 是 高精度、长寿命冷作模具 的理想选择,尤其适合:
✔ 超薄材料(<0.1mm)精密冲裁
✔ 高硬度材料(HRC50+)成型
✔ 百万次以上寿命要求的模具