世界上硬度最高的预硬工具钢TOOLOX  

2008年是一个让整个中华民族乃至世界人民都刻骨铭心的一年，模具行业也同样激动人心。汇率调整、美元波动、铁矿一再上涨、油价上调，这些与我们密切相关的产业影响着我国现代化工业的生存与发展，导致钢材上涨、物价上涨。因此更多的人开始更加的关注成本压力，在模具钢材行业也同样竞争激烈。目前模具钢市场进口品牌大致如下： UDDEHOLM/瑞典、BOHLER/奥地利、FINCO/美国、S+B/瑞士、AUBERT DUVAL/法国、SSAB/瑞典、Groditz/德国、HITACHI/日立、DAIDO/大同。其中我们可以发现瑞典钢厂比往年增加了一个SSAB，这个钢厂的产品其实很早就已经被我国各大用户认可，其中最具代表性的耐磨钢、高强度钢有HARDOX、WELDOX，目前他们的TOOLOX产品也进入了模具应用领域。由于此钢种非常独特且对我们模具工业的发展至关重要，因此本文着重讲述此钢种的应用特点。

　　1 什么是TOOLOX

　　1.1 它是一个来自瑞典SSAB钢厂的工具钢

　　提到SSAB我想大家可能更多的会想到ASSAB，即“一胜百”。有些人可能会问这两个公司有什么关系吗?首先前者是瑞典的公司且是钢厂，而后者是新加坡企业，是瑞典UDDEHOLM钢厂的代理销售商。那么可能又有人会问，SSAB与UDDHOLM钢厂之间是否有什么关系?据了解，SSAB原先是专做高强度钢、耐磨钢板，也曾帮UDDEHOLM做预硬钢的代加工。SSAB钢厂拥有目前世界上最好的钢板淬火线和回火线，且热轧钢的品质也是世界最高的。世上有那么多的钢厂，5—15mm的预硬钢板又有几个钢厂可以生产的出来?因此这种厚度规格的料在当今市场上是无法找到的第二家的。

　　1.2 目前唯一能预硬到45HRC的工具钢

　　有些读者可能会问，NAK80,DH2F,FDAC、NIMAX不都是很硬吗?但我们通过查阅技术资料不难发现这几种预硬钢都在HRC42以下。

　　1.3 材料的均匀性及可加工性

　　因为有这么高的硬度大家肯定会去想它能加工得动吗，好加工吗?因为TOOLOX的材质十分均匀，再加上合金成份的特殊匹配，因此确保了良好的加工性。

　　1. 4 不需热处理，降低模具的制作风险

　　记得日本丰田公司对中国的热处理行业是这样评价的，他们说中国是做不好热处理的，尤其是真空热处理。他们之所以这样说是因为他们发现我们国内很多热处理厂设备简陋，工艺不规范，大件产品小件产品均放在一个炉里淬火，且没有热电耦，温度得不到很好的控制，因此做出的产品质量就不可能稳定。但这些风险对特牢钢/TOOLOX来讲根本不存在，原因是它在出厂时就已预硬到了一定的硬度。有人会说特牢钢硬度再硬只不过才45HRC，而2344,8407淬火之后都要达到52HRC。其实对于这个问题SSAB钢厂并不是没有考虑过，而是就目前市场对淬火钢的使用角度来看，尤其是压铸模具钢淬火的硬度均在45—48HRC之间。而做塑胶硬模的，如PC+GL或PA+GL的模具考虑耐磨性因此大多数使用者均将8407淬硬到52HRC。但由于硬度过高，所以模具开裂的问题就时有发生了。这里我认为大多使用者都存在一个误区，认为钢材越硬就越耐磨，模具寿命就越高。通过我们对玻璃纤维的模具磨损试验得知事实并非如此，具体数据如图表所示。打个最简单的比方，众所周知，玻璃的表面是很硬的，HRC达到六十几，但它也是最容易破碎的。

　　1.5 大大缩短模具的生产周期

　　由于它不需热处理因此在模具制作周期上大缩短，尤其像手机模。模具开发的周期相当之短，据我们对比亚迪、富士康等公司的了解，他们的手机模具最短在48小时内就必须要生产出来。他们在没有用特牢钢之前基本都用2344,8407等材料先淬好火后再加工使用。这样一来淬火后的钢材加工只能用线割或慢丝来做，加工难度很大。且由加工热引起的加工应力就自然会导致模具变形，增加修模的难度。而爱立信公司曾用特牢钢在没有进行任何表面处理的情况下模次可达500,0000次。特牢钢确实解决了手机模具的生产周期问题，保证更多更好的新型号手机及时走向市场。

　　1.6 极大的耐磨性和稳定性

　　SSAB钢厂的主打产品就是生产高强度钢板WELLDOX及耐磨钢板HARDOX，与我国的徐工及三一重工已经合作近十多年了，因此TOOLOX也同样具备它的耐磨性。相比之下前二者更具备了尺寸稳定性，原因是TOOLOX经过了高温扩散性退火处理内应力非常低，因此加工后的变形量也非常低，如图示案例：

　　1.7 与ESR重熔钢相媲美的抛光性能，并与同类其他材料相比，抛光时间能缩短1/3

　　一般钢材为了提高钢材的纯净度大多采用电渣重溶/ESR工艺处理，而TOOLOX是采用CSR工艺处理。这也是为什么钢材从钢厂出来时都有厚厚的黑色的氧化皮的原因所在。而特牢钢/TOOLOX却无一点氧化皮，且表面非常平整。看过特牢钢的人无不对此表示质疑和称赞。质疑的是它为什么会没有氧化皮，称赞的是这么大的一张钢板为什么能做的这样平整，硬度如此之高。我们大多数的预硬钢板都是外面硬心部软，而特牢钢与此相反，心部硬度与表面硬度不会差三度。

　　1. 8 特别适合氮化，PVD涂层处理和晒纹处理

　　由于材质的纯净性及硬度的均匀性恰好造就了它的表面可氮化性，氮化后可达到非常好的强度效果，原因是钢材的基体比较硬，这一点很重要。如果把玻璃比作氮化层或者是PVD涂层，海绵比作模具钢，那么就算它的表面硬度很高可基体较软而最终导致整体失效。因此能有像特牢钢这么好的基体组织是非常难得的，同时它也容易做晒纹处理。

　　1.9 电火花加工性能极佳

　　电火花加工无论在模具加工还是在机械加工方面都越来越得到应用，原因是它解决很多NC所能解决的加工问题。由于在放电的过程中会产生高温，因此对工件的表面会造成白层即相当于将钢材进行了瞬间淬火，因此在工件的加工处硬度会很高，而且易发生断裂、影响抛光效果等诸多问题。因此要求钢材需要很好的稳定性，而特牢钢刚好具备这一要求，尤其是它的镜面电火花会更有突出的表现，这一点是其它钢材所不及之处。

　　1.10它具备完善的质量体系

　　据了解SSAB的钢板每张均做检测，无论是探伤还是硬度测试都有着严格的流程。而其它钢厂包括同类的各大钢厂都是批量进行检测，因此像我们在使用国内钢材做模具时，时常会发生当一块板上出现问题，这一整批料上都会出现同样的问题。因为检测流程较松，有问题的钢板流向市场而给客户带来巨大的损失。特牢钢与其它厂家不同之处就是他们将每一块检测合格的钢板做好编号及标注好炉号，且将其数据放在它们的网站上，任何想使用它的人都可以直接登录anglissmouldsteel.com查得到它的尺寸及硬度，且随时更新数据。

　　2 特牢钢/TOOLOX给我们模具及机械行业带来了什么

　　上面提到了特牢钢的诸多特点，那么它到底给我们带来了什么呢?我们先从模具行业来讲，就拿海尔模具当中的一个产品上来讲吧。如下图所示：当壁这么薄的情况下，所用的模具材料也自然很薄，该司之前选用过DAC55、SKD61、SKD11均因淬火后变形量太大而失败，而如果选用一般的预硬材料模具寿命又会有影响。可能有人会问是否可以用一般预硬钢在氮化到所要硬度?我们知道就算是氮化，也是有变形量存在的，最少有0.1mm的变形公差存在。并且这么薄的工件料又如何去返修呢?因此海尔模具准确无误的选用了特牢钢。

　　在压铸模具方面特牢钢的功劳更是突出。比如像铝镁合金的手机外壳、电脑外壳均有很好的表现。目前在镁合金模具领域像以比亚迪为代表的公司正在越来越多的使用特牢钢，特牢钢也为他们节省了很多成本。9月10日受比亚迪的邀请参加了他们公司举办的供应商大会，大家在一起讨论如何控制成本、如何确保品质、如何会更有竞争力。大家都对DELL公司成本控制感到惊叹，对日本的迪斯尼乐园的成功运营感到十分佩服。我想特牢钢似乎像电影里的救世主，在当今日品目繁多的模具钢市场中它脱颖而出，使大家耳目一新。

　　3 特牢钢的是世界上最完美的工具钢吗?

　　上面我们提到了关于特牢钢的很多优点，难道它就一点缺点都没有吗?世界上没有任何可以称作完美的东西，特牢钢也不例外。我想很多用过特牢钢的人可能都知道。它的防锈能力不比S136，原因是它并不属于不锈钢系列。细心的人可能会发现，特牢钢的Cr的含量远远低于S136。但为什么有些人还用特牢钢来替代S136来做一些模具产品呢?原因有很多种。客户在做一些高寿命、高光洁度的模具时往往会选用S136的材料。这种情况下产品材质对钢材的腐蚀并不是很强，因此客户充分的抓住了特牢钢不用再次热处理而且同样具备高耐磨性、高抛光性的优势而选择了特牢钢。但是如果是做PVC、POM这样的塑料产品时选择特牢钢就是错的，因为特牢钢无法承受这两种材料对其的腐蚀。

　　4 结束语

　　工具钢作为基础行业的基础，作为模具行业的重要组成部分，它的变化更新无时无刻都备受关注。特牢钢的问世具备一定的时代意义。它似乎预示着我国的模具产业不再像以前一样仅仅做一些粗而大的产品，而是朝着高精密、高要求、高技术含量的方向在发展。它的问世也同样激励了我国特钢冶炼技术的发展。