SKD11是一种用于冲压加工模具的合金工具钢、现货：圆棒、板材、锻件、特殊尺寸可订货！
模具是为特定零件或产品形成模具的工具，是通过将金属材料夹入强大的压力而形成的。因此，模具材料需要具有强度、耐磨性、形状不变性等，而SKD11在这些特性上表现出色。
然而，SKD11的高强度和耐磨性不经过淬火是无法获得的。此外，SDK11 很难处理，因为它在淬火后成为难切削的材料。
本文将介绍SKD11是一种什么合金钢，它的用途、特点、标准、理化性能、热处理细节、加工方法等。
什么是SKD11？
SKD11是在碳素工具钢中加入铬、钼、钒等元素制成的合金工具钢。碳素工具钢中添加了各种元素，碳含量为0.55%～1.50%，并调整了硅、锰的含量，以改善其性能。耐磨性优良，热处理应变小，可通过热处理提高硬度。它是JIS标准（JIS G 4404：2015）中规定的钢材，也称为模具钢，因为它被分类为冷作模具。
SKD是“Steel Kougu Dice”的缩写，其中“Steel”表示钢，“Kougu”表示工具，“Dice”表示模具。此外，SKD11 中的“11”没有特殊含义，似乎表明了它的开发顺序。
它是冷作模具的主流钢材，许多钢铁制造商都销售DC11（大同钢铁）和SLD（日立金属）等同等材料。此外，近年来，还开发了改良SKD11的DC53（Daido Steel）、SLD8（Hitachi Metals）等多种合金工具钢。
SKD11的应用
SKD11 主要用于冲压机等中批量生产的模具，但也用于以下用途。
・ 穿线模具：用于穿线机的模具（见下图）。由于SKD11的高硬度和优异的耐磨性，SKD11常被选作轧制模具的材料。螺纹加工是在施加压力的同时通过滚压形成圆柱形金属材料的加工方法，用于形成螺纹。
・成型辊：用于辊压成型的旋转工具（见下图）。由于对硬度和耐磨性的要求，可以选择SKD11作为材料。滚压成型是将带状钢板通过具有多个成型辊的机器的加工方法。
剪切刀片：用于切割铁板的切割机（起皱机）的刀片。SKD11适合作为剪切刀片的材料，因为可以通过淬火获得高硬度并且可以保持精度。
・夹具：SKD11可用作需要耐磨性的夹具材料。
・量规：用于在检验过程中验证产品的形状和精度的测量量规/检验量规。SKD11因为耐磨、形状不易改变、耐腐蚀性比较高，所以被用作各种检具的材料。
-金属刀片：SKD11可用于厨刀刀片。刀片是成为菜刀核心和刀片的部分。市场上有许多使用 SKD11 作为刀片并将其夹在防锈且价格低廉的不锈钢中的产品。
SKD11的特点和优点/缺点
如上所述，SKD11的特点是硬度高，耐磨性好。但是，由于这些特性是通过热处理表现出来的，因此通常在成型后进行淬火和回火。
使用 SKD11 的优点如下。
● 使用SKD11的优势
・优异的耐磨性
・热处理后可获得HRC58~63左右的高硬度。
・热处理后变形小，适用于精密产品材料
・ 在冷模材料中，分布好，容易获得。
-虽然是冷加工用，但热强度高，可承受500℃左右的使用。
作为对比，其他金属材料的硬度SUS304为HRC11（HV200），S45C正火后硬度为HRC4.63~20.64（HBW167~229），S45C调质后硬度为HRC13.5~27.71（HBW201~269） ，SUS440C调质后约为HRC55～61。
另一方面，使用 SKD11 的缺点如下。
● 使用SKD11的缺点
・热处理后硬度高，切削性差
-即使在热处理前，硬度（退火硬度）也比较高，约为HRC25（HBW255），切削性不好。
・ 热处理后，粗大的碳化物分散在金属组织中，容易受到高速滑动磨损。
・ 粗大碳化物的存在进一步降低了切削性。
・粗大碳化物的存在会降低韧性，更容易产生裂纹和裂纹。
・焊接时容易产生裂纹，需要350～450℃左右的预热和后加热。
・淬火温度高达1030℃
・由于硬度随淬火温度和回火温度而变化，因此在热处理过程中需要进行适当的温度控制（下图为淬火温度975℃·1000℃·1025℃·1050℃的回火硬度曲线）。
SKD11的特性
物理性质
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比重
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密度
(克/立方厘米)
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导热系数
(W / mK)
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热膨胀系数
(×10-6/℃)
20-100℃
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纵向模量
(GPa)
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磁的
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7.80
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7.80
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26.1
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12.0
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207
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可
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SKD11的物性如上表所示。
SKD11在密度和纵向弹性模量（杨氏模量）方面与SS400、S45C和SUS304相差不大。另一方面，SKD11的导热系数低于SS400的58W/mK和S45C的41W/mK，高于SUS304的16W/mK。热膨胀系数与SS400、S45C几乎相同，略低于SUS304的17.2×10-6/℃。
这样，SKD11的高温特性接近不锈钢，是一种优良的耐热材料，而且热膨胀系数低于SUS304，所以因温度变化而产生的形状变化也小的。因此，即使用于压力机的模具也不易受到摩擦热的影响，适用于检查量规等要求形状不变性的材料。但由于其导热系数低，切削时产生的热量难以散发，刀具容易损坏。
化学性质
（单元：％）
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碳
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硅
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锰
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凛
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硫
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铬
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钼
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钒
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C
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硅
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锰
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磷
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小号
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铬
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莫
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五
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1.40 至 1.60
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0.40
少于
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0.60
少于
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0.030
少于
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0.030
少于
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11.00 ~ 13.00
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0.80 至 1.20
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0.20 ~ 0.50
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SKD11的化学成分由JIS标准（JIS G 4404:2015）规定，如上表所示。但是，作为 SKD11 化学成分的预防措施，不应有意添加钨 (W)。另外，上表所列化学成分以外的含有元素为铁（Fe），其含量约为83.4～86.6%。
SKD11 含有 11% 至 13% 的铬，与马氏体不锈钢大致相同。但是，由于不锈钢是铬含量在10.5%以上、碳含量在1.2%以下的钢，因此碳含量超过1.2%的SKD11不属于不锈钢。另外，不锈钢的耐腐蚀性是通过铬的存在来实现的，所以SKD11的耐腐蚀性也比较优秀，但由于其含碳量高，不如不锈钢耐腐蚀。
另一方面，SKD11由于其较高的碳含量而具有更高的硬度和更好的淬透性。此外，添加钼有助于提高耐磨性和抗淬硬性，添加钒有助于提高耐磨性。
SKD11的硬度
在这里，我们将介绍SKD11热处理前后的硬度。
退火热处理温度和硬度
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退火
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退火硬度
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温度
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冷却方式
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人权委员会
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高带宽
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高压
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830-880℃
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缓慢冷却
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25.33 或更低
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255 或更少
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268 或更少
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上表显示了JIS标准中规定的SKD11的退火条件和退火硬度。SKD11通常是钢厂退火后发货，所以对于金属工来说，上表中的硬度是热处理前的硬度。
退火是使钢材保持在高温下，使金属组织均匀，并使钢材软化，使其更易于加工的热处理。另外，上表中的冷却方式中的“缓冷”是在停炉后仍将钢保持在炉内并随炉冷却而对钢进行冷却的方法。
调质热处理温度及硬度
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淬火
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回火
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调质硬度
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温度
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冷却方式
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温度
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冷却方式
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人权委员会
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高带宽
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高压
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1030℃
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风冷
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180℃
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风冷
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58 或更多
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615以上
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653及以上
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上表显示了JIS标准规定的SKD11相对于SKD11淬火回火后的硬度。由于SKD11通常在成型后进行热处理，所以上表所示硬度为加工产品使用时的硬度。
淬火是使钢硬化的热处理，回火是为了调整钢的硬度和增加其韧性而进行的热处理。另外，上表中的冷却方式中的“空冷”是指将钢从炉中取出，停炉后在常温空气中等待冷却的方法。
近年来，由于热处理后的SKD11可以进行放电加工等，因此热处理通常在各种条件下进行。
例如，在淬火中，采用以下热处理条件。
● 淬火热处理条件
・ 980-10℃油冷
・ 1010-1030℃油冷
・ 1000-1030℃风冷
・ 1030～1050℃风冷
油冷是将钢从炉中取出并在炉子关闭后在油中冷却的方法。与空冷相比，它的冷却速度更快，硬度更高，但韧性较低，更容易开裂，而且往往有更高的热处理应变。钢的性能也随淬火温度而变化。淬火温度越高，回火后的硬度越高，但韧性越低，热处理应变越大。
钢的硬度根据回火的热处理条件而变化如下表所示。
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回火
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调质硬度
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温度
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冷却方式
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人权委员会
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高带宽
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高压
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150-200℃
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风冷
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60-63
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654 ~ 705
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697 ~ 772
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200-250℃
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57-60
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595 ~ 654
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633 ~ 697
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500℃以上
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57 或更少
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595以下
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633以下
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与淬火相反，回火温度越高，硬度和耐磨性越低，韧性越好。
加工方法
SKD11的典型加工方法是切削加工和放电加工。
切割
对于SKD11，多采用热处理前切削成形，热处理后磨削精加工的方法。
SKD11即使在热处理之前，其切削性也比S45C等碳钢差，但并不难切削。另一方面，热处理后硬度增加，难以进行切削。因此，往往是在热处理前通过切削完成成型。
但是，热处理可能会导致变形，因此如果需要高精度，请在热处理后通过磨削完成。但是，由于SKD11在热处理后难以磨削，因此在热处理前进行切削以最大限度地减少热处理后的加工非常重要。
放电加工
SKD11由于电火花加工变形小，所以电火花加工的加工性好，作为热处理后的加工方法多采用电火花加工。
放电加工是在材料与电极之间产生电弧放电，使材料表面熔化去除的加工方法。由于是不依赖于硬度的加工方法，因此即使在热处理后使用具有高硬度的SKD11也可以毫无问题地加工。
但是，在进行放电加工时，建议进行500℃以上的回火（高温回火），而不是150～200℃的回火（低温回火）。这是因为在低温回火中，金属内部因淬火而产生的大量碳化物和应力残留，碳化物和残余应力可能受热放电加工的影响而产生裂纹和变形。但高温回火时，硬度低至HRC57以下，因此存在加工品寿命缩短的缺点。
表面处理方法
电镀和表面改性热处理可应用于 SKD11 以改善表面性能。
电镀
SKD11含有与马氏体不锈钢一样多的铬，因此比SS400或S45C更不容易生锈。但由于含碳量高达1.4～1.6%，不如不锈钢耐腐蚀，建议采取电镀等防锈措施。
SKD11 常采用镀硬铬，这种镀层有望提高耐磨性。
热处理
SKD11可以进行以下表面改性热处理，以获得进一步的硬度和耐磨性，并补偿由于高温回火导致的硬度下降。
-氮化处理：通过将SKD11保持在加热到高温回火温度的氮气或氨气气氛中，氮气渗入表面并硬化表面。这是一种可以达到HV1000或更高表面硬度的方法。
-PVD(Physical Vapor Deposition)：通过在真空中附着加热到高温回火温度的成膜物质(氮化钛等)来提高SKD11的耐磨性和耐腐蚀性的方法。
・ CVD（Chemical Vapor Deposition）：在真空或空气中将作为成膜源的物质加热到淬火温度，激发并促进化学反应，在SKD11表面形成薄膜的方法. 这种方法也有望提高耐磨性和耐腐蚀性。
但是，使用这些方法时，SKD11 会暴露在高温下，因此需要注意热变形。
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