冷作模具钢的使用性能及分类
冷作模具钢的使用性能要求及分类
冷作模具是在常温下对材料进行压力加工或其他加工所使用的模具。在模具制造中，目前应用最多的冷作模具材料是冷作模具钢和硬质合金。制造模具的材料特性、热处理方式或工艺等是模具制造的重要环节。根据制造和使用要求合理地选择冷作模具材料则更重要。
⒈冷作模具材料的使用性能要求
⑴冲裁模具钢性能的要求
①冲裁模的正常失效形式主要是磨损，经过一段时间的使用，刃口会逐渐变得圆钝。当磨损到一定程度，冲裁件则产生毛刺而影响制件质量。
②冲裁模具用钢的主要性能要求应满足高硬度和高耐磨性；应具有足够的抗压和抗弯强度，同时应具有适当的韧性。
⑵冷礅模具钢性能的要求
①冷镦模的主要失效形式是：凸、凹模工作表面的磨损擦伤、凸模折断、凹模开裂、凸模镦粗而凹模模口胀大和棱角堆塌等。
②鉴于冷镦模的工作条件恶劣，首先要求其要有足够的硬度。在通常情况下，凸模的硬度为 60～62hrc，凹模的硬度为58～60hrc。
⑶冷拔模具与成型模具钢性能的要求
①成型模具的主要失效形式是磨损，而拉拔模具除了严重的磨损以外，还会产生胶合现象。
②拉拔模的性能要求主要是具有较高的耐磨性，凸模硬度一般要求是58～62hrc，凹模硬度要求是62～64hrc，并且还要求具有良好的抗咬合性。成型模具的耐磨性要求比较低， 通常凸模的硬度为54～58hrc，凹模的硬度为56～60hrc，但要求韧性较高。
⒉冷作模具钢的性能及分类
冷作模具钢的热处理工艺要求具有如下特点：
①淬透性和淬硬性；②耐回火性；③过热敏感性；④氧化脱碳倾向；⑤淬火变形和开裂倾向。
⑴低淬透性冷作模具钢
①低淬透性冷作模具钢的性能
低淬透性冷作模具钢的特点是含合金元素少，回火抗力低，淬透性低，硬化层浅，因而其承载能力低。这类钢的主要用途是各种中、小批量生产的冷冲模，以及需要在薄壳硬化状态使用的整体式冷镦模、冲剪工具。
②低淬透性冷作模具钢的种类
低淬透性冷作模具钢包括t7a、t8a、t12a、t10a、8mnsi、cr2、9cr2、cr06、gcr15、crw5。
⑵低变形冷作模具钢及热处理
①低变形冷作模具钢的性能
低变形冷作模具钢的基本优点是具有较好的淬硬性（61～64hrc）和淬透性，f 60～120mm工件能于油或硝盐中淬硬，淬火操作简便，淬裂、变形倾向低，并易于控制。低变形冷作模具钢经淬火和低温回火后含有8%～15% 的残余奥氏体和5%～10% 的碳化物。残余奥氏体在250℃左右回火后分解，使体积膨胀，并加剧低温回火脆性。
②低变形冷作模具钢的种类
包括crwmn、9mn2v、9crwmn、9mn2、mncrwv、simnmo。
⑶高耐磨微变形冷作模具钢及热处理
①高耐磨微变形冷作模具钢的性能
高耐磨微变形冷作模具钢的特点是具有高淬透性、微变形、高耐磨性、高热稳定性、高的抗压强度（仅次于高速钢），是制造冷冲裁模、冷镦模、螺纹搓丝板的主要材料，这种钢的消耗量在冷作模具钢中居于首位。
②高耐磨微变形冷作模具钢的种类
包括cr12、cr12mov、cr12mo1v1、cr5mo1v、cr4w2mov、cr12mn2siwmov、cr6wv、cr6w3mo2.5v2.5。
⑷高强度高耐磨冷作模具钢及热处理
①高强度高耐磨冷作模具钢的性能
高强度高耐磨冷作模具钢的具有高强度、高抗压性、高耐磨性和高热稳定性等特点，主要用于制造重负荷冲头，如冷挤压黑色金属的凸模，冷镦冲头，中厚钢板孔冲头；直径小于f5mm～f6mm的小凸模，以及用于冲裁奥氏体钢、弹簧钢、高强度钢板的中、小型凸模和粉末冶金模等。
②高强度高耐磨冷作模具钢的种类
包括w18cr4v、w6mo5cr4v2、w12mo3cr4v3n等高速钢。
⑸高强韧性冷作模具钢及热处理
①高强韧性冷作模具钢的性能
高强韧性冷作模具钢的强度、韧性、冲击疲劳断裂抗力，均优于高速钢或高碳高铬钢，而抗压性和耐磨性稍逊于前者。使用寿命比高速钢或高碳高铬钢大幅提高。
②高强韧性冷作模具钢的种类
包括6w6mo5cr4v、65cr4w3mo2vnb、7gr7mo2v2si、7grsimnmov、6grnisimnmov、 8gr2mnwmovs。
⑹抗冲击冷作模具钢及热处理
①抗冲击冷作模具钢的性能
抗冲击冷作模具钢的特点是过剩碳化物少，组织均匀，由于多元合金的固溶强化作用和回火碳化物的弥散强化，使其具有高强度、高韧性、高冲击疲劳抗力，主要用于冲剪工具和大、中型冷镦模、精压模等。抗冲击冷作模具钢的弱点是抗压能力低，热稳定性差，淬火变形难以控制。
②抗冲击冷作模具钢的种类
包括4grw2si、5grw2si、6grw2si、9grsi、60si2mn、5grmnmo、5grnimo、5simnmov等。
⑺特殊用途冷作模具钢及热处理
①特殊用途冷作模具钢的性能
特殊用途冷作模具钢主要包括耐腐蚀模具钢和无磁模具钢。
耐腐蚀模具钢制造的模具，除了应具有冷作模具的一般使用性能外，还要求具备良好的耐腐蚀性。
无磁模具钢除了应具有冷作模具的一般使用性能外，还要求在磁场中使用不被磁化。常用的材料有奥氏体不锈钢和奥氏体耐热钢。
②特殊用途冷作模具钢的种类
特殊用途冷作模具钢中，9gr18、gr18mov、gr14mo、gr14mo4等为耐腐蚀模具钢；1gr18ni9ti、5gr21mn9ni4w、7mn15gr2al3v2wmo等为无磁模具钢。
⑻硬质合金模具材料及热处理
①硬质合金模具材料的性能
硬质合金模具材料包括普通硬质合金（简称硬质合金）和钢结硬质合金两类。
硬质合金有高的耐磨性和热硬性，高的抗压强度，其耐磨性比高速钢高15～20倍，常用来制作高效率、高精度的模具，如冲裁模、冷镦模、热挤压模，特别是用来制作多工位级进模的凸凹模部分。但是硬质合金比较脆，抗弯强度和冲击韧性差，且不能进行机械加工，所以其使用受到一定限制。
②硬质合金模具材料的种类
普通硬质合金包括yg8、yg15、yg20、yg25等。钢结硬质合金包括gt23、tlmw50、dt等。
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