本篇文章給大家談?wù)劺溏吚錄_模具材料，以及冷鐓模具制作過(guò)程對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

常用的冷沖壓模具材料有哪些，各有什么用途

沖壓模具工作零件材料的要求

沖壓模具工作時(shí)要承受沖擊、振動(dòng)、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負(fù)荷，甚至在較高的溫度下工作（如冷擠壓），工作條件復(fù)雜，易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂、變形等現(xiàn)象。因此，對(duì)模具工作零件材料的要求比普通零件高。

由于各類沖壓模具的工作條件不同，所以對(duì)模具工作零件材料的要求也有所差異。

1.沖裁模材料的要求

對(duì)于薄板沖裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而對(duì)厚板沖裁 模除了 要求具有高的耐磨性、抗壓屈服點(diǎn)外，為防止模具斷裂或崩刃 ，還應(yīng)具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強(qiáng)度和韌性。

2. 拉深模材料的要求

要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性（抗咬合性）、高的耐磨性和硬度、一定的強(qiáng)韌性以及較好的切削加工性能，而且熱處理時(shí)變形要小。

3. 冷擠壓模材料 的要求

要求模具工作零件有高的強(qiáng)度和硬度、高耐磨性，為避免沖擊折斷，還要求有一定的韌性。由于擠壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的升溫，所以還應(yīng)具有一定的耐熱疲勞性和熱硬性

11.2.2 沖壓模具材料的種類及特性

制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳 高鉻或中 鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金 等等。

1. 碳素工具鋼

在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為T(mén)8A、T10A等，優(yōu)點(diǎn)為加工性能好，價(jià)格便宜。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。

2. 低合金工具鋼

低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比，減少了淬火變形和開(kāi)裂傾向，提高了鋼的淬透性，耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號(hào)CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號(hào)GD)等。

3. 高碳高鉻工具鋼

常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代號(hào)D2），它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴(yán)重 ，必須進(jìn)行反復(fù)鐓拔 （軸向鐓、徑向拔）改 鍛，以降低碳化物的不均勻性，提高使用性能。

4. 高碳中鉻工具鋼

用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它們的含鉻量較低， 共晶碳化物 少，碳化物分布均勻，熱處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化物偏析相對(duì)較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。

5. 高速鋼

高速鋼具有模具鋼中最高的 的 硬度、耐磨性和抗壓強(qiáng)度，承載能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V（代號(hào)8-4-1）和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2（代號(hào)6-5-4-2，美國(guó)牌號(hào)為M2）以及為提高韌性開(kāi)發(fā)的 降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V（代號(hào)6W6或稱低碳M2）。高速鋼也需要改 鍛 ，以改善其碳化物分布 。

6. 基體鋼

在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當(dāng)增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點(diǎn)，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于高速鋼，為高強(qiáng) 韌性冷作模具鋼 ，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb（代號(hào)65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代號(hào)LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代號(hào)012AL）等。

7. 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼，但抗彎強(qiáng)度和韌性差。用作模具的硬質(zhì)合金是 鎢鈷類 ，對(duì)沖擊性小而耐磨性要求高的模具，可選用 含鈷量較低 的硬質(zhì)合金。對(duì)沖擊性大的模具，可選用 含鈷量較高 的硬質(zhì)合金。

鋼結(jié)硬質(zhì)合金 是以鐵粉加入少量的合金元素粉末（如鉻、 鉬 、鎢、釩等）做粘合劑，以碳化 鈦或碳化鎢為硬質(zhì)相 ，用粉末冶金方法燒結(jié)而成。鋼結(jié)硬質(zhì)合金 的基體是鋼，克服了硬質(zhì)合金韌性較差、加工困難的缺點(diǎn)，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金含有大量的碳化物，雖然硬度和耐磨性低于硬質(zhì)合金，但仍高于其它鋼種，經(jīng)淬火、回火后硬度可達(dá) 68 ~ 73HRC。

11.2.3 沖壓模具材料的選用及熱處理要求

一. 沖裁模具材料的選用及熱處理要求

選用沖裁模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量，若批量不大就沒(méi)有必要選擇高壽命的模具材料；還應(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì)，不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同。對(duì)于沖裁模具，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點(diǎn)相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數(shù)量越多，則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性 的劣優(yōu)依次 為碳素工具鋼 — 合金工具鋼 — 基體鋼 — 高碳高鉻鋼 — 高速鋼 — 鋼結(jié) 硬質(zhì)合金 — 硬質(zhì)合金。

此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對(duì)模具材料選擇的影響。

1.傳統(tǒng)模具用鋼

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)薄板沖裁模用鋼為 T10A 、 CrWMn 、9Mn2V、Cr12 和 Cr12MoV 等。

其中 T10A 為碳素工具鋼，有一定強(qiáng)度和韌性。但耐磨性不高，淬火容易變形及開(kāi)裂，淬透性差，只適用于工件形狀簡(jiǎn)單、尺寸小、數(shù)量少的沖裁模具。

T10A 碳素工具鋼的熱處理工藝為： 760~810 ℃水或油 淬， 160~180 ℃ 回火，硬度 59~62HRC 。

CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金鋼種，淬火操作簡(jiǎn)便，淬透性優(yōu)于碳素工具鋼，變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低，應(yīng)用于中等批量、工件形狀較復(fù)雜的沖裁模具。 CrWMn 鋼的熱處理工藝為：淬火溫度 820~840 ℃ 油冷 ，回火溫度 200 ℃，硬度 60~62HRC 。 9Mn2V 鋼的熱處理工藝為：淬火溫度 780~820 ℃ 油冷 ，回火溫度 150~200 ℃，空冷，硬度 60~62HRC 。注意 回火溫度在 200~300 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹，應(yīng)予避開(kāi)。

Cr12 和 Cr12MoV 為高碳高鉻鋼，耐磨性較高，淬火時(shí)變形很小，淬透性好，可用于大批量生產(chǎn)的模具，如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性，易產(chǎn)生碳化物偏析，沖裁時(shí)容易出現(xiàn)崩 刃 或斷裂。其中， Cr12 含碳量較高，碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴(yán)重，脆性更大一些。

Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求，當(dāng)模具要求比較小的變形和一定韌性時(shí)，可采用低溫淬火、回火（ Cr12 為 950~980 ℃淬火， 150~200 ℃回火； Cr12MoV 為 1020~1050 ℃淬火， 180~200 ℃回火 ）。若要提高模具的使用溫度，改善其淬透性和紅硬性，可采用高溫淬火、回火 （ Cr12 為 1000~1100 ℃淬火， 480~500 ℃回火； Cr12MoV 為 1110~1140 ℃淬火， 500~520 ℃回火 ）。

高鉻鋼在 275~375 ℃區(qū)域有回火脆性，應(yīng)予避免。

2.常用模具新鋼種

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)模具鋼種性能的不足，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)或引進(jìn)了以下性能較好的沖壓模具用鋼：

（ 1 ） Cr12Mo1V1 （代號(hào) D2 ）鋼 為仿美國(guó) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)中的 D2 鋼引進(jìn) 的鋼種，屬 Cr12 型鋼。由于 D2 鋼中 Mo 、 V 含量增加，細(xì)化了晶粒，改善了碳化物的分布狀況，因此 D2 鋼的強(qiáng)韌性（沖擊韌度、抗彎強(qiáng)度、撓度）比 Cr12MoV 鋼有所提高，耐磨性和抗回火穩(wěn)定性也比 Cr12MoV 更高?？捎蒙罾涮幚恚岣哂捕炔⒏纳瞥叽绶€(wěn)定性。用 D2 鋼制作的沖裁模具壽命要高于 Cr12MoV 鋼模具。

D2 鋼的鍛造性能和熱塑成形性比 Cr12MoV 鋼略差，機(jī)械加工性能和熱處理工藝與 Cr12 型鋼相似。

（ 2 ） Cr6WV 鋼 為高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼，碳、鉻含量均低于 Cr12 型鋼，碳化物的分布狀態(tài)較 Cr12MoV 均勻，具有良好的淬透性。熱處理變形小，機(jī)械加工性能較好。抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度優(yōu)于 Cr12MoV ， 只是耐磨性略低于 Cr12 型鋼。用于承受較大沖擊力的高硬度、高耐磨板料沖裁模，其效果好于 Cr12 型鋼。

鋼的常用熱處理工藝為：淬火溫度9701 ~ 000℃，一般可熱油或硝鹽分級(jí)淬火冷卻，尺寸不大的部件可采取空冷。淬火后應(yīng)立即回火，回火溫度160210 ~ ℃，硬度 58 ~ 62HRC。

（ 3 ） Cr4W2MoV 鋼 也是高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼，替代 Cr12 型鋼而研制的鋼種，碳化物均勻性好，耐磨性高于 Cr12MoV ，適于制作形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高的沖壓模具，可用于硅鋼片沖裁模。

Cr4W2MoV 鋼的熱處理工藝：要求強(qiáng)度、韌性較高時(shí)，采用低溫淬火、低溫回火工藝：淬火溫度 960~980 ℃，回火溫度 280~320 ℃，硬度 60~62HRC 。要求熱硬性和耐磨性較高時(shí)，采用高溫淬火、高溫回火工藝：淬火溫度 1020~1040 ℃，回火溫度 50 0~540 ℃，硬度 60~62HRC 。

（ 4 ） 7CrSiMnMoV( 代號(hào) CH-1) 鋼 為 空淬微變形低合金鋼、火焰淬火鋼，可以利用火焰進(jìn)行局部淬火，淬硬模具刃口部分。淬火溫度（ 800~1000 ℃ ），具有良好的淬透性和 淬硬性 （可達(dá) 60 HRC 以上），強(qiáng)度和韌性較高，崩 刃 后能補(bǔ)焊。可代替 CrWMn 、 Cr12MoV 鋼，制作形狀復(fù)雜的沖裁模。 CH-1 鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度 900~920 ℃， 油冷 ， 190~200 ℃ 回火 1~3 小時(shí)，硬度 58~62 HRC 。

（ 5 ） 6CrNiSiMnMoV( 代號(hào) GD) 鋼 為高韌性低合金鋼，淬透性好，空淬變形小，耐磨性較高。其強(qiáng)韌性顯著高于CrWMn 和 Cr12MoV 鋼，不易崩刃或斷裂。尤其適用于細(xì)長(zhǎng)、薄片狀 凸模及 大型、形狀復(fù)雜、薄壁凸凹模。

GD 鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度 870~930 ℃（ 900 ℃ 最佳 ），鹽浴爐加熱（ 45s/mm ）， 油冷或 空冷、風(fēng)冷 ， 175~230 ℃ 回火 2 小時(shí)，硬度 58~62 HRC 。由于空冷即可淬硬 ，也可采用火焰加熱淬火。

（ 6 ） 9Cr6W3Mo2V2( 代號(hào) GM) 鋼為高耐磨高強(qiáng) 韌 合金鋼，各項(xiàng)工藝性能良好，其耐磨性、強(qiáng)韌性、加工性能均優(yōu)于 Cr12 型鋼，能夠用于高速壓力機(jī)沖壓下的多工位 級(jí)進(jìn)模等 精密模具，是較理想的耐磨、精密沖壓模具用鋼。

GM 鋼的熱處理工藝：淬火溫度 1080~1120 ℃，硬度 64~66HRC 。 回火溫度 540~560 ℃，回火二次。

（ 7 ） Cr8MoWV3Si ( 代號(hào) ER5) 鋼 屬高耐磨高強(qiáng)韌合金鋼，具有較好的電火花加工性能，強(qiáng)度、韌性、耐磨性都優(yōu)于 Cr12 型鋼，適用于大型精密沖壓模具。用于硅鋼片沖裁模，一次 刃 磨壽命為 21 萬(wàn)次，總壽命高達(dá) 360 萬(wàn)次，是目前合金鋼沖模沖裁硅鋼片的較高壽命水平。

ER5 鋼的推薦熱處理工藝：對(duì)高耐磨性、高強(qiáng)韌性的模具，采用 1150 ℃ 淬火， 520~530 ℃ 回火 3 次； 對(duì)重載服役條件下的模具，采用 1120~1130 ℃ 淬火， 550 ℃ 回火 3 次。

3 ．硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)合金

當(dāng)工件的批量極大時(shí)，可以考慮選用硬度和耐磨性比各類模具鋼種更高的硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。用作模具材料的硬質(zhì)合金為 鎢鈷類 ，隨著 含鈷量的增加，韌性及抗彎強(qiáng)度提高而硬度降低。對(duì)于承受沖擊力較小的模具，可以選用 含鈷量較低 的 YG10X ；承受沖擊力中等或較大的模具，可以選用含鈷量較高 的 YG15 或 YG20 。硬質(zhì)合金的缺點(diǎn)為韌性較差、難以加工，作為模具的工作部件可以設(shè)計(jì)為鑲拼結(jié)構(gòu)。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的性能介于硬質(zhì)合金和高速鋼之間，能夠機(jī)械加工和熱處理，可以用于制作復(fù)雜的高壽命模具。用作沖裁模 的鋼結(jié)硬質(zhì)合金 有 DT 、 GT35 、 TLMW50 、 GW50 等。

厚板沖裁模具

厚板沖裁模承受的沖壓力高于薄板沖模，為重載沖裁模，易磨損、崩 刃 和斷裂，所以要求模具材料應(yīng)具有高的耐磨性和強(qiáng)韌性。

傳統(tǒng)模具用鋼傳統(tǒng)的重載沖裁模具鋼種主要有 T8A 、 Cr12MoV 、 W18Cr4V 、

W6Mo5 Cr4V2 等。

其中 T8A 為碳素工具鋼，雖然淬透性、韌性比 T10A 鋼有所改善，但易殘存網(wǎng)狀碳化物、熱硬性差，只能用于工件批量較小的中厚沖裁模。 T8A 工具鋼的熱處理工藝為： 790~820 ℃水或油 淬， 160~180 ℃ 回火，硬度 58~61HRC 。

W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2為高速工具鋼，具有很高的硬度、抗壓強(qiáng)度和耐磨性，但韌性較低，工作時(shí)有可能產(chǎn)生崩 刃或斷裂，而且價(jià)格較貴。建議采用低溫淬火、快速加溫淬火等工藝措施來(lái)改善其韌性。對(duì)于工件批量較大的厚板沖裁模，可以用W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2鋼做 凸 模，Cr12MoV 鋼做凹模 。

W18Cr4V 鋼的推薦熱處理工藝： 1220~1250 ℃ 淬火； 550~570 ℃ 回火 3 次。

W6Mo5Cr4V2 鋼的推薦熱處理工藝： 1160~1200 ℃ 淬火 ： 550~570 ℃ 回火 3 次。

3. 常用模具新鋼種

為了克服高速工具鋼的缺點(diǎn)，提高使用壽命，重載沖裁模具可選用 降碳降釩 高速鋼6 W6Mo5 Cr4V（6W6）和以高速鋼成分為基礎(chǔ)，添加少量的其它元素構(gòu)成的高強(qiáng)韌性模具鋼 — 基體鋼，如 65Nb鋼、LD鋼、012AL鋼、CG-2 鋼等等 。

（ 1）6 W6Mo5 Cr4V (6W6)鋼 為高強(qiáng)韌性高速鋼，由于降低了碳化物的含量和分布均勻性，使其在保持硬度和耐磨性的同時(shí)，抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和塑性都有顯著提高，雖然耐磨性略低，仍可用低溫 氮碳共滲提高 表面硬度和耐磨性。其熱處理工藝和高速鋼W6Mo5Cr4V2相似。

（ 2 ） 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) 鋼 65Nb 鋼取自 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火后的基本成分，碳含量比高速鋼低，碳質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 的中限為 0.65% ，故名 65Nb 。各合金元素在鋼中的作用和在高速鋼中相似， 另加入 3% 的 Nb 可形成高穩(wěn)定性的碳化物 NbC ，能有效阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，改善鋼的力學(xué)性能和工藝性能。這種鋼具有較好的耐磨性和較強(qiáng)的高溫韌性，可以代替 Cr12MoV 、 W18Cr4V 鋼，用于重載沖裁模和冷擠壓模、 冷鐓模 。

65Nb 鋼鍛造和退火工藝性能良好，熱處理溫度范圍寬，淬火溫度可以在 1080~1180 ℃，回火溫度在 520~600 ℃之間選擇。當(dāng)采用比 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火溫度低的溫度淬火后，其組織 為在碳含量 較低的馬氏體基體上均勻 分布有細(xì)粒狀未溶碳化物。通過(guò)熱處理參數(shù)的調(diào)整，可以得到不同的強(qiáng)度、韌性、耐磨性配合，以適合不同模具的性能要求。 65Nb 鋼的熱處理工藝： 1080~1180 ℃鹽浴爐加熱（ 15~20s/mm ）油 淬， 520~560 ℃ 回火 2 次，硬度 57~63 HRC 。

（ 3 ） 7Cr7Mo2V2Si (LD) 鋼 LD 鋼含碳、 含鈷量高于 65Nb ，含釩量也較高。 釩可細(xì)化 晶粒，提高耐磨性。因此其抗壓、抗彎強(qiáng)度和耐磨性均高于 65Nb 由于具有良好的強(qiáng)韌性和耐磨性，因而適于制造各種重載模具。

LD 鋼的推薦熱處理工藝： 850 ℃預(yù)熱， 1100~1150 ℃ 淬火； 油冷后 530~570 ℃ 回火 2~3 次，每次 1~2 小時(shí)，硬度 57~63 HRC 。

（ 4 ） 5Cr4Mo3SiMnVAL (012AL) 鋼 012AL 鋼中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.3~0.7% 的鋁，目的是為了細(xì)化晶粒，提高鋼的沖擊韌性和熱加工塑性，加 Si 則為了強(qiáng)化基體。 012AL 鋼強(qiáng)韌性高，綜合性能好，通用性強(qiáng)，是冷、熱兼用型模具鋼。其抗彎強(qiáng)度及撓度高于 W18Cr4V 高速鋼，代替高速鋼作模具時(shí)很少發(fā)生折斷現(xiàn)象。可以用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。

012AL 鋼的推薦熱處理工藝： 1090~1120 ℃鹽浴爐加熱（ 30s/mm ）油 淬， 510 ℃ 回火 2 次， 每次油冷 2 小時(shí) ，硬度 60~62 HRC 。

（ 5 ） 6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2) 鋼 CG-2 鋼在成分中加 Ni ，強(qiáng)化了基體，改善了韌性和高溫性能。同時(shí)增加 Mo 減少 W ，以降低碳化物的偏析。 CG-2 鋼具有高的強(qiáng)度和強(qiáng)韌性，在熱處理到高硬度時(shí)仍能維持良好的韌性，較好地解決了高硬度與韌性的合理配合。但鍛造塑性較差，退火后硬度偏高。亦可用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。

CG-2 鋼的熱處理工藝：淬火溫度 1100~1140 ℃加熱（ 20s/mm ）， 油冷 ， 540 ℃ 回火 2 次，每次 2 小時(shí)，空冷，硬度 60~62 HRC 。

二. 拉深模具材料的選用及熱處理要求

表 11.2.1 各種板料適用的 拉深模材料

由于拉深模具的失效主要為粘附磨損和磨粒磨損，并以粘附磨損為主。因此選用的模具材料必須具有較高的耐磨性和抗粘附性能，以及足夠的強(qiáng)度。按被拉深材料 考慮適用的拉 深模材料 可以參考表 11-1 。選用時(shí)還應(yīng)考慮被拉深材料的板料厚度、 拉深件的 尺寸形狀以及生產(chǎn)批量的大小等因素。

（一） 輕載拉深（拉深薄鋼板和 銅、 鋁合金）時(shí)的模具材料

生產(chǎn)批量較小時(shí)，對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的筒形 淺拉深件 ，可選用 T8 、 T10 鋼； 對(duì)于形狀復(fù)雜的中小型件，選用 CrWMn 、 9Mn2V 。

中批量生產(chǎn)或生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用 Cr12MoV 。

生產(chǎn)批量很大時(shí)，選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。

（二）重載拉深（拉深厚鋼板、反拉深、變薄拉深）時(shí)的模具材料

生產(chǎn)批量較小時(shí)，可選用 T10 、 CrWMn 。

生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用 Cr12MoV 以及 GM 鋼。 GM 鋼的強(qiáng)度和韌性高于高速鋼、 Cr12MoV ；抗粘附磨損和磨粒磨損能力明顯優(yōu)于基體鋼和 Cr12MoV ，在拉 深模方面 已得到較好應(yīng)用。

生產(chǎn)批量很大時(shí)，考慮選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。

（三）拉深不銹鋼、 高鎳合金鋼 、耐熱鋼板的模具材料

拉深這類材料時(shí)，容易發(fā)生粘附和拉毛，首選模具材料為鋁青銅。

生產(chǎn)批量較小時(shí)，可選用鋁青銅、 T10A （鍍硬鉻，注意采用鍍硬鉻工藝時(shí)鍍層不能太厚，以防拉深時(shí)剝落）。

生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用鋁青銅、 Cr12MoV 、 Cr12Mo1V1 （表面滲氮）。

生產(chǎn)批量很大時(shí)，選用硬質(zhì)合金。

（四）大型 拉深件 、汽車覆蓋件的拉深模具材料

可以選用合金鑄鐵或高強(qiáng)度球墨鑄鐵。球墨鑄鐵能夠浸入潤(rùn)滑油，組織中的石墨具有自潤(rùn)滑作用，能有效地減輕拉深中的摩擦，而且成本較低、容易加工。

高強(qiáng)度球墨鑄鐵可以采用雙介質(zhì)延遲冷卻馬氏體等溫淬火，以獲得較高的強(qiáng)度和韌性，硬度為 55~58 HRC 。先將模具緩慢預(yù)熱后再加熱至 880~900 ℃，保溫后先空氣預(yù)冷，然后鹽水 淬冷至 550 ℃左右即轉(zhuǎn)入 油冷，當(dāng)模溫 降至 250 ℃左右，放入 180~200 ℃的熱油中等溫保持 2~3 小時(shí)，再將油溫降至 170 ℃左右等溫 5~7 小時(shí)，最后轉(zhuǎn)入空冷。

冷鐓模具用什么材料，鎢鋼可以么

65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)、7Cr7Mo3V2Si(LD)、6Cr4Mo3Ni2WV(CG2)及5Cr4Mo3SiMnVAl(012A1)等，采用新鋼種制造沖裁模的凸、凹模，可大大提高模具的使用壽命(見(jiàn)表9—16)。對(duì)其它模具來(lái)說(shuō)，65Nb鋼適用于加工形狀復(fù)雜的有色金屬的冷擠壓模具和單位壓力為2450MPa左右的黑色金屑冷擠壓模具以及軸承、汽車、標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的冷鐓模等。LD鋼有良好的韌性及耐磨性，可用于制造冷擠壓、冷鐓模。CG2和012A1鋼是冷熱模具兼用鋼，它們主要用于冷鐓用的凸、凹模，沖頭，搓絲板，多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)上生產(chǎn)螺柱用的切邊模，內(nèi)六角沖頭等，其壽命比Crl2MoV鋼大幅度提高。

YG20C 適于制作標(biāo)準(zhǔn)件、軸承、工具等行業(yè)用的冷鐓、冷沖、冷壓模具；彈頭對(duì)彈殼的沖壓模具。

冷作模具是如何選材的？

冷作模具鋼

對(duì)冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足夠的強(qiáng)度和韌性，高的疲勞壽命，良好的抗擦傷和咬合性能以及良好的工藝性能。

九十年代以前，國(guó)內(nèi)常用的冷作模具鋼有：碳素工具鋼T1OA，合金工具鋼9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速工具鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；軸承鋼GCr15；彈簧鋼60Si2Mn，滲碳鋼20Cr、12CrNi3A；不銹鋼3Crl3等。其中用量最大的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。

為滿足生產(chǎn)要求，國(guó)內(nèi)先后研究開(kāi)發(fā)了一系列新型冷作模具鋼。

1、低合金冷作模具鋼

國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的低合金冷作模具鋼中，有7CrSiMnMoV（代號(hào)CH）、

6CrMnNiMoVSi（代號(hào)GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。這些鋼的淬透性好，淬火溫度較低，熱處理變形小，價(jià)格低，具有較好的強(qiáng)度和韌性的配合，適用于制造精度復(fù)雜模具。

7CrSiMnMoV，代號(hào)CH，在820～1000℃淬火，可獲得HRC60以上的硬度，是一種空淬微變形鋼，可以火焰加熱空冷淬硬。該鋼的耐磨性盡管比Cr12MoV差，但比9Mn2V和T10A好；抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性都優(yōu)于Cr12MoV和9Mn2V；熱處理后的變形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等鋼相當(dāng)。 CH鋼具有良好的強(qiáng)韌性和良好的工藝性，可用于代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等制造對(duì)強(qiáng)韌性要求較高的冷作模具，如沖孔凸模、中薄鋼板（2～5mm厚）的修邊落料模等。由于該鋼可以采用火焰加熱空冷淬硬，所以也用于制造要求表面火焰淬火的部分汽車模具。 6CrMnNiMoVSi，代號(hào)GD，較CH鋼增加了0.85％左右的Ni，進(jìn)一步強(qiáng)韌化了基體。該鋼的淬火溫度范圍較寬，淬透性好，也可火焰加熱空冷淬火，具有良好的強(qiáng)韌性。當(dāng)用于制造易崩及斷裂的冷沖模具時(shí)，模具壽命較高。

2、高強(qiáng)韌耐磨鋼

Cr12系列冷作模具鋼是較廣泛采用的鋼種系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析較嚴(yán)重，韌性較差，淬火后異常變形較大。為彌補(bǔ)此類鋼的性能缺陷，國(guó)內(nèi)先后開(kāi)發(fā)了一些高強(qiáng)韌耐磨鋼，如7 Cr7Mo2V2Si(代號(hào) L D)、Cr8WmoV3Si(代號(hào) ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代號(hào) GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。與 Cr12、Cr12MoV相比，此類鋼的碳和鉻的含量較低，改善了碳化物不均性，提高了韌性；適當(dāng)增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，從而增強(qiáng)了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此類鋼在具有良好的強(qiáng)韌性的同時(shí)，還有優(yōu)良的耐磨性和較好的綜合性能，主要用于制造承受應(yīng)力較大、要求高強(qiáng)韌性和耐磨損的各類冷作模具。

7Cr7Mo2V2Si，代號(hào)LD，最初是針對(duì)冷鐓模具而研制的。其碳含量低于 G．Steven推薦的'平衡碳'規(guī)律，使鋼在具有高硬度的同時(shí)，又具有較好的韌性；加入Cr、Mo、V元素，有利于二次硬化，保證鋼具有較高的硬度、強(qiáng)度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以強(qiáng)化基體，提高回火穩(wěn)定性。LD鋼常用的熱處理工藝是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火后硬度 HRC57～63。1100℃淬火后的組織為細(xì)針馬氏體十殘留奧氏體十剩余碳化物，晶粒度10.5級(jí)。 l100℃ 淬火、570℃回火后的組織為回火馬氏體十殘余碳化物。 LD鋼已被廣泛應(yīng)用于制造冷鍛、冷沖、冷壓、冷彎等承受沖擊、彎曲應(yīng)力較大，又要求耐磨損的各類冷作模具。

Cr8MoWV3Si，代號(hào) ER5，在具有較高強(qiáng)韌性的同時(shí)，又具有突出好的耐磨性。該鋼在回火過(guò)程中彌散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系鋼具有更高強(qiáng)韌性和耐磨性的重要原因。ER5鋼適用于制造承受沖擊力較大，沖擊速度較高的精密冷沖，重載冷沖以及要求高耐磨的其他冷作模具。

9Cr6W3Mo2V2，代號(hào)GM，也是以提高耐磨性為主要目的而研制的高耐磨冷作模具鋼。該鋼通過(guò) Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，并根據(jù)'平衡碳'規(guī)律配碳，使鋼具有最佳的二次硬化能力及抗磨損能力，同時(shí)又保持了較高的強(qiáng)韌性和良好的冷熱加工性能，適用于制造沖裁、冷擠、冷鍛、冷剪、高強(qiáng)度螺栓滾絲輪等精密、高耐磨冷作模具。

冷鐓模具材料為什么選用SKD61

SKD61的主要用途

SKD61主要

用于壓鑄模具、熱/溫鍛造、熱沖壓模具、擠壓工具、壓力機(jī)模具、剪切刀片、量具、拉絲模具和各種切割模具。

所有這些都是利用 SKD61 功能的方法。

SKD61的化學(xué)成分

SKD61的化學(xué)成分如下。

SKD61化學(xué)成分的一個(gè)特點(diǎn)是含有大量的鉬（Mo）和釩（V）。

SKD61是一種用途廣泛的模具鋼，兼具強(qiáng)度和硬度，不僅不易斷裂，而且不易變形。

可以說(shuō)，SKD61的易用性就是靠這些成分支撐的。

SKD61作為材料的特性（優(yōu)缺點(diǎn)）

SKD61 是一種用于各種情況的材料，包括模具。介紹SKD61作為材料的特性。

優(yōu)點(diǎn)

SKD61含鉬量大，因此具有高溫抗拉強(qiáng)度優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。

混合釩提供韌性、良好的耐熱性和抗裂性。

此外，由于具有高硬度和優(yōu)異的耐磨性，因此具有通用性高的優(yōu)點(diǎn)，可用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

我們不能忽視的是，它是一種與模具鋼一樣容易獲得的材料。

記過(guò)

SKD61的缺點(diǎn)是淬火溫度高，加工困難。它們?cè)跓崽幚磉^(guò)程中也容易發(fā)生變形和尺寸變化。

5.SKD61硬度

SKD61的特點(diǎn)是硬度高，但究竟有多硬呢？在這里，我們將解釋SKD61的硬度。

退火溫度和硬度

首先說(shuō)一下SKD61的退火溫度和硬度。退火溫度為820-870℃，退火硬度（HBW）為229以下。

調(diào)質(zhì)熱處理溫度和硬度

調(diào)質(zhì)熱處理溫度為淬火1020℃，回火550℃。兩者都是風(fēng)冷的。

熱處理后的硬度約為HRC53～56，但要視產(chǎn)品的大小而定。此外，高溫回流對(duì)于保證硬度必不可少。

SKD61是一種通過(guò)淬火和回火提高硬度的金屬，但另一方面，它在熱處理時(shí)容易發(fā)生尺寸變化和變形。

SKD61加工方法

磨削主要用于SKD61的加工。

磨削是使用高速旋轉(zhuǎn)的拋光油石，邊刮削硬質(zhì)金屬邊加工的方法。

與切削的區(qū)別在于切削，可以用刀具去除大量的金屬。

但是，SKD61非常硬，切削性不是很好，所以必須小心。

SKD61可通過(guò)研磨（拋光的一種）代替切削加工，以高精度加工成符合目的的形狀。

SKD61加工

在這里，我們將介紹兩種適用于SKD61的加工方法。

熱處理

模具鋼是加工后通過(guò)熱處理可以提高硬度的鋼材。

前面提到，SKD61的熱處理包括退火和調(diào)質(zhì)，這些熱處理后的硬度約為HRC53-56。

推薦真空熱處理作為SKD61的熱處理方法。

在真空熱處理中，加熱和冷卻過(guò)程在真空中進(jìn)行，因此鋼材不與空氣中的氧氣接觸。

可以防止熱處理過(guò)程中的氧化和鋼中碳因氧而流失的“脫碳層”。

電鍍

電鍍是將鋼材置于預(yù)先溶解覆蓋表面的金屬的溶液中進(jìn)行電解，使溶解的金屬附著在鋼材表面的處理方法。

對(duì)于容易生銹的SKD61，我們建議對(duì)其進(jìn)行電鍍以防止其生銹。

考慮到應(yīng)用，最好采用工業(yè)用硬鉻電鍍、化學(xué)鍍鎳等。

但SKD61含碳量高，容易在鋼材表面形成氧化膜，因此需要進(jìn)行徹底的預(yù)處理。

SKD61和SKD11的區(qū)別

SKD11是一種很可能被判斷為與SKD61非常相似的鋼材。SKD11是冷加工模具用模具鋼。

應(yīng)用包括金屬切削工具、壓力計(jì)和滾絲模具。SKD61 和 SKD11 之間的主要區(qū)別在于硬度和強(qiáng)度。

至于硬度，SKD11更好。這是因?yàn)镾KD11含有較多的碳和鉻。

SKD61熱處理后硬度HRC53-56，SKD11熱處理后硬度HRC58-62。

另一方面，含有大量鉬和釩的SKD61在韌性和熱拉伸強(qiáng)度方面更勝一籌。

SKD61 即使在高達(dá) 300C 的溫度下也能保持其強(qiáng)度。SKD11的強(qiáng)度隨著溫度升高而急劇下降。

物理性能

SKD61硬度：

在熱處理之前SKD61約HRC15~20 (HB200~230)

熱處理后硬度：內(nèi)部HRC40~45表面HV1000100

SKD61的密度是7.85g每立方厘米

冷鐓冷沖模具材料的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容。