冷作模具工藝性能包括什麼

A. 冷作模具鋼和熱作模具鋼的區別，那裡不一樣

1、性能要求不一樣

熱作模具鋼：較高的高溫強度、良好的韌性、良好的耐磨性能、優良的耐熱疲勞性、高淬透性等。

冷作模具鋼：較高的耐磨性、較高的強度和韌性、較強的抗咬合性、受熱軟化能力等。

2、分類不一樣

熱作模具鋼的分類方法很多，可以根據合金元素含量及熱處理後的性能分類，可以按用途分，也可以按合金元素分類。按合金元素分類可分為低合金熱作模具鋼（鎢系、鉻系和鉬系）、中合金熱作模具鋼和高合金熱作模具鋼（鎢鉬系和鉻鉬系）

鋼材類別考慮，冷作模具鋼多為過共析鋼和萊氏體鋼，一般屬於工具鋼范疇。

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1、含碳量

一般為中碳，碳的質量分數為0.3%～0.6%。保證材料具有較高的強度和硬度，較高的淬透性以及較好的塑性、韌性。

2、合金元素

加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。其中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是強化鐵素體和提高淬透性。W、Mo合金元素是為了防止回火脆性，Cr、W、Si合金元素能提高相變溫度，使模具在交替受熱與冷卻過程中不致發生相變而發生較大的容積變化，從而提高其抗熱疲勞的能力。

另外，W、Mo、V等在回火時以碳化物形式析出而產生二次硬化，使熱作模具鋼在較高溫度下仍保持相當高的硬度，這是熱作模具鋼正常工作的重要條件之一，Cr、Si能提高鋼的抗氧化性。

B. 注塑模冷模試模和熱模試模的區別

冷作模具鋼側重硬度、耐磨性。含碳量高，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性為主。
熱作模具鋼對硬度要求適當，側重於紅硬性，導熱性，耐磨性。因此含碳量低，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性、紅硬性為主。

冷作模具鋼
冷作模具鋼包括製造沖截用的模具（落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀）、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等
1.冷作模具鋼的工作條件及性能要求
冷作模具鋼在工作時．由於被加工材料的變形抗力比較大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。因此，冷作模具的正常報廢原因一般是磨損．也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。
冷作模具鋼與刃具鋼相比．有許多共同點。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進行、其不同之處在於模具形狀及加I工藝復雜．而且摩擦面積大．磨損可能性大．所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時承受沖壓力大．又由於形狀復雜易於產生應力集中，所以要求具有較高的韌性；模具尺寸大、形狀復雜．所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。總之，冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具鋼高一些．而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求（因為是冷態成形），所以也相應形成了一些適於做冷作模具用的鋼種，例如，發展了高耐磨、微變形冷作模具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結合有關鋼種選用進一步說明。
2.鋼種選擇
通常接冷作模具的使用條件，可以將鋼種選擇分為以下四種情況：
（1）尺寸小、形狀簡單、輕負荷的冷作模具。例如．小沖頭，剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼製造。這類鋼的優點是；可加工性好、價格便宜、來源容易。但其缺點是：淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，只適於製造一些尺寸小、形狀簡單、輕負荷的工具以及要求硬化層不深並保持高韌性的冷像模等。
（2）尺寸大、形狀復雜、輕負荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國近年來發展的一種不含Cr的冷作模具用鋼．可代替或部分代替含Cr的鋼。
9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小，而淬透性比碳素工具鋼大．其價格只比後者高約30％因此是一個值得推廣使用的鋼種。
但9Mn2V鋼也存在一些缺點如沖擊韌性不高，在生產使用中發現有碎裂現象．另外回火穩定性較差，回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時抗彎強度及韌性開始出現低值。
9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質中淬火。對於一些變形要求嚴格而硬度要求又不很高的模具，可採用奧氏體等溫淬火。
（3）尺寸大、形狀復雜重負荷的冷作模具。須採用中合金或高合金鋼．如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等，另外也有選用高速鋼的。
近年來用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應指出，此時已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性長處．而用它的高淬透性和高耐磨性。為此．在熱處理工藝上也應有所區別。
選用高速鋼做冷模具時．應採用低溫淬火．以提高韌性。例如 W18Cr4V鋼做刃具時常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時，則應採用1190℃的低溫淬火。又如 W6Mo5Cr4V2鋼．採用低溫淬火後可使壽命大大提高、特別是顯著減少了折損率。
〔4)受沖擊負荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述．前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均採用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等．其對口單薄．使用時又受沖擊負荷作用則應以要求高的沖擊韌性為主。為了解決這一矛盾．可採取以下措施．①降低合碳量．採用亞共折鋼．以避免由於一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高鋼的回火穩定性和回火溫度（240一270℃回火）這樣有利於充分消除淬火應力使嘰提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成難熔碳化物的元素以細化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。
3.充分發揮冷作模具鋼性能潛力的途徑
在用Cr12型鋼或高速鋼做冷作模具時，一個很突出的問題是鋼的脆性大．使用中易開裂。為此，必須用充分鍛打的方法細化碳化物．除此之外應發展新鋼種。發展新鋼種的著眼點，應是降低鋼的含碳量及碳化物形成元素的數量。近年來國內研製並推廣以下幾種新鋼種、如表4.11所示。
Cr4W2MoV 鋼具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等優點．並具有較好的回火穩定性及綜合力學性能．用干製造硅鋼片沖模等．可使壽命比Cr12MoV鋼提高1～3倍以上但此鋼鍛造溫區范圍較窄，鍛造河縣開裂．應嚴格控制鍛造溫度和操作規認Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低、淬火變形小、淬透性高．有空淬微變形模具鋼之稱7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼．其特點是鋼的碳化物不均勻性和韌性得到很大的改善。

二、熱作模具鋼
1.熱作模具的工作條件
熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。如前所述．熱作模具工作條件的主要特點是與熱態金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區別。因此會帶來以下兩方面的問題：
（l）模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時．其模腔表面溫度可達300～400℃以上熱擠壓模可達500一800℃以上；壓鑄模模腔溫度與壓鑄材料種類及澆注溫度有關。如壓鑄黑色金屬時模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的使用溫度會使模腔表面硬度和強度顯著降低，在使用中易發生打垛。為此．對熱模具鋼的基本使用性能要求是熱塑變抗力高，包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力，實際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的第一種途徑，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高鋼的回火穩定性。
（2）模腔表層金屬產生熱疲勞（龜裂）。熱模的工作特點是具有間歇性．每次使熱態金屬成形後都要用水、油、空氣等介質冷卻模腔的表面。因此．熱模的工作狀態是反復受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產生反復的熱脹冷縮，即反復承受拉壓應力作用．其結果引起模腔表面出現龜裂，稱為熱疲勞現象，由此，對熱模具鋼提出了第二個基本使用性能要求．即具有高的熱疲勞抗力。一般說來，影響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有：
①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。一般認為鋼的導熱性與合碳量有關，含碳量高時導熱性低，所以熱作模具鋼不宜採用高碳鋼。在生產中通常採用中碳鋼（C0.3%5～0.6%）合碳量過低．會導致鋼的硬度和強度下降．也是不利的。
②鋼的臨界點影響。通常鋼的臨界點（Acl）越高．鋼的熱疲勞傾向性越低。因此．一般通過加入合金元素Cr、W、Si、引來提高鋼的臨界點。從而提高鋼的熱疲勞抗力。
2.常用熱作模具用鋼
（1）錘鍛模用鋼。一般說來，錘鍛模用鋼有兩個問題比較突出一是工作時受沖擊負荷作用．故對鋼的力學性能要求較高，特別是對塑變抗力及韌性要求較高；二是錘鍛模的截面尺寸較大（＜400mm）故對鋼的淬透性要求較高，以保證整個模具組織和性能均勻。
常用錘鍛樓用鋼有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類型的錘眼模應選用不同的材料。對特大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為好．也可採用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的錘鍛模通常選用5CrMnMO鋼。
（2）熱擠壓模用鋼，熱擠壓模的工作特點是載入速度較慢，因此，模腔受熱溫度較高，通常可達500一800℃。對這類鋼的使用性能要求應以高的高溫強度(即高的回火穩定性）和高的耐熱疲勞性能為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺寸較小，常小於 70～90 mm。
常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等熱作模具鋼．其化學成分如表4.16所示。
其中4CrW2Si．既可做冷作模具鋼，又可做熱作模具鋼．由於用途不同，可採用不同熱處理方法。作冷模時採用較低的淬火溫度（870—900℃）及低溫或中溫回火處理；作熱模時則採用較高的淬火溫度（一般為950一1000℃）及高溫回火處理。
（3）壓鑄模用鋼。從總體上看，壓鑄模用鋼的使用性能要求與熱擠壓模用鋼相近，即以要求高的回火穩定性與高的熱疲勞抗力為主。所以通常所選用的鋼種大體上與熱擠模用鋼相同．如常採用4CrW2Si．和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點較低Zn合金壓鑄模．可選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；對Al和Mg合金壓鑄模，可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等對Cu合金壓鑄模．多採用3Cr2W8V鋼。
近年來．隨著黑色金屬壓鑄工藝的應用，多採用高熔點的鋁合金和鎳合金．或者對3Cr2W8V鋼進行Cr-Al-SI三元共滲，用以製造黑色金屬壓鑄模。最近國內外還正在試驗採用高強度的銅合金作黑色金屬的壓鑄模材料。

C. 冷作模具的定義是什麼

模具鋼大致可分為：冷軋模具鋼、熱軋模具鋼和塑料模具鋼三類，用於鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由於各種模具用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼，按其所製造模具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性，足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由於這類用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。冷軋模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具用鋼，按其所製造具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼，碳質量分數在0.80%以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質量分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高，淬火後變形很小模具用鋼，最高鉻質量分數可達13%，並且為了形成大量碳化物，鋼中碳質量分數也很高，最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高，其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。

D. 冷作模具鋼用來做哪些模具熱作模具鋼可以做哪些模具他們的區別是什麼

冷作模具鋼主要應用於，鋁，鋅，鎂及合金壓鑄模。
熱作模具鋼主要用於各種不銹鋼片，硅鋼片，鋁片的沖壓模
最主要的區別在於熱處理工藝上及淬火硬度的不同
（1）冷作模具鋼
冷作模具包括冷沖模、冷擠模、彎曲模、切邊模等，在工作過程中，要承受高的壓力、彎曲力和一定的沖擊力，同時與坯料發生劇烈的摩擦，因此應具有高的硬度、高的耐磨性、足夠的強度和韌性，同時要求熱處理後的變形小和具有較高的淬透性等。常採用的材料為9Mn2V、Cr12、Cr12MoV、Cr6WV、65Mn、9SiCr、GCr15SiMn和CrWMn等，其熱處理工藝為淬火+低溫回火處理，硬度均比較高（58HRC以上）。

（2）熱作模具鋼
熱作模具包括熱鍛模、熱頂鍛模、熱擠壓模和壓鑄模等，根據工作條件，其應具有高溫下保持較高的力學性能，在較高的溫度下具有足夠的強度、韌性、硬度和耐磨性，並具有良好的耐熱疲勞性，高的淬透性，良好的工藝性和抗氧化能力，鈞銳模具鋼材其常見的材料有5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、H13、5SuMnMoV、4SiCrV等，從3Cr2W8V壓鑄模的熱處理工藝曲線，可以看出其熱處理工藝比較復雜，根據回火溫度來確定其力學性能，多採用高溫回火處理，其硬度控制在40～50HRC，滿足工作需要

E. 模具鋼的分類

模具鋼大致可分為（塑料模具鋼）、（熱作模具鋼）和（冷作模具鋼）3類，用於鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。

由於各種模具用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼，按其所製造模具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性，足夠的韌性以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由於用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。

塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定性和耐蝕性等性能。此外，還要求具有良好的工藝性，如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩定等。

熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外，還要承受反復受熱和冷卻的做用，而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外，還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性，以保證整個截面具有一致的力學性能。對於壓鑄模用鋼，還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋，以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬於中碳合金鋼，碳質量分數在0.30%~0.60%，屬於亞共析鋼，也有一部分鋼由於加入較多的合金元素（如鎢、鉬、釩等）而成為共析或過共析鋼。

冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼，按其所製造具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼，碳質量分數在0.80%以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質量分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高，淬火後變形很小模具用鋼，最高鉻質量分數可達13%，並且為了形成大量碳化物，鋼中碳質量分數也很高，最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高，其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。

F. 冷作模具鋼與熱作模具鋼成分有什麼區別為什麼

一、區別：

1、含碳量不一樣：冷作模具鋼的含碳量一般在1.45%～2.30%；熱作模具鋼的含碳量在0.3%～0.6%；

3、含鉻量不一樣：冷作模具鋼含鉻量為11%～13%；熱作模具鋼的含鉻量根據合金鋼性能不同而不同；

3、其他元素加入不完全一樣：冷作模具鋼多採用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼；熱作模具鋼加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。

二、原因：

1、熱作模具鋼加入合金元素中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是強化鐵素體和提高淬透性，W、Mo合金元素是為了防止回火脆性，Cr、W、Si合金元素能提高相變溫度，使模具在交替受熱與冷卻過程中不致發生相變而發生較大的容積變化，從而提高其抗熱疲勞的能力。

2、冷作模具鋼通常在成分上以高碳為主，以滿足高硬度和高耐磨性的需要。如果為了提高模具抗沖擊能力，需增加韌性時，可選用中碳鋼，這時可借用熱作模具鋼來代替。在冷作模具鋼中加入合金元素時，主要是為了提高淬透性和耐磨性，對於耐磨性要求高的模具，多採用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼。

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一、由於熱作模具長時間處於高溫高壓條件下工作，因此，要求模具材料具有高的強度、硬度及熱穩定性，特別是應有高熱強性、熱疲勞性、韌性和耐磨性。

二、熱作模具在工作時承受著很大的沖擊力，模腔和高溫金屬接觸，反復地加熱和冷卻，其使用條件極其惡劣。為了滿足熱作模具的使用要求，熱作模具鋼應具備下列基本特性：

(1)較高的高溫強度和良好的韌性。熱作模具，尤其是熱鍛模，工作時承受很大的沖擊力，而且沖擊頻率很高，如果模具沒有高的強度和良好的韌性，就容易開裂。

(2)良好的耐磨性能，由於熱作模具丁作時除受到毛坯變形時產生摩擦磨損之外，還受到高溫氧化腐蝕和氧化鐵屑的研磨，所以需要熱作模具鋼有較高的硬度和抗黏附性。

(3)高的熱穩定性。熱穩定性是指鋼材在高溫下可長時間保持其常溫力學性能的能力。熱作模具工作時，接觸的是熾熱的金屬，甚至是液態金屬，所以模具表面溫度很高，一般為400～700℃。這就要求熱作模具鋼在高溫下不發生熱化，具有高的熱穩定性，否則模具就會發生塑性變形，造成堆塌而失效。

(4)優良的耐熱疲勞性，熱作模具的工作特點是反復受熱受冷，模具一時受熱膨脹，一時又冷卻收縮，形成很大的熱應力，而且這種熱應力是方向相反，交替產生的。在反復熱應力作用下，模具表面會形成網狀裂紋(龜裂)，這種現象稱為熱疲勞，模具因熱疲勞而過早地斷裂，是熱作模具失效的主要原因之一。所以熱作模具鋼必須要有良好的熱疲勞性。

(5)高淬透性。熱作模具一般尺寸比較大，熱鍛模尤其是這樣，為了使整個模具截面的力學性能均勻，這就要求熱作模具鋼有高的淬透性能。

(6)良好的導熱性。為了使模具不致積熱過多，導致力學性能下降，要盡可能降低模面溫度，減小模具內部的溫差，這就要求熱作模具鋼要有良好的導熱件能。

(7)良好的成形加工工藝性能，以滿足加工成形的需要。

G. 熱作模具和冷作模具的區別是啥 它們分別有什麼特點

1、分類不同：冷作模具鋼包括製造沖截用的模具(落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀)、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等；熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。

2、工作條件不同：冷作模具鋼在工作時，需要模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進行；熱作模具工作時需要熱作模具鋼的基本使用性能具是熱塑變抗力高，包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力以及很好熱疲勞抗力。

性能特點：

受沖擊負荷且刀間單薄的冷作模具；尺寸大、形狀復雜重負荷錘鍛模用鋼，具有很高的力學性能，特別是塑變抗力及韌性高。

而熱擠壓模用鋼，具有很高的回火穩定性和高的耐熱疲勞性能。

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選用方法：

1、冷作模具鋼選用時需考慮加工方法、應力狀態、成形加工對象的材料性質、生產數量、板材厚度等，此外模具的大小及尺寸精度也是不可忽略的因素。

2、負荷較小或小批量生產時使用低合金工具鋼（SKS），負荷較大或大批量生產時使用冷作模具鋼（SKD），負荷更大時選用高速工具鋼及粉末高速工具鋼。

3、適用於耐磨場合的有冷作模具鋼、高速工具鋼及高合金高速工具鋼，適用於耐沖擊場合的有8Cr-2Mo系模具鋼和基體型高速工具鋼。

參考資料

網路-冷作模具鋼

網路-熱作模具鋼

H. 什麼鋼料適合做沖壓模具

常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。

模具鋼版大致可分為（冷作權模具鋼）、（熱作模具鋼）和（塑料模具鋼）3類，用於鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由於各種模具用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼，按其所製造模具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性，足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由於這類用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。
冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼，按其所製造具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼，碳質量分數在0.80%以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質量分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高，淬火後變形很小模具用鋼，最高鉻質量分數可達13%，並且為了形成大量碳化物，鋼中碳質量分數也很高，最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高，其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。

I. 冷沖壓模具和塑料模具的各種鋼材的特性和用途！請大家幫忙

1. 低合金冷作模具鋼
低合金冷作模具鋼主要特點是工藝性好，淬火溫度低，熱處理變形小，強韌性好，並具有適當的耐磨性。GD（6CrMnNiMoVSi）鋼是一種低合金工具鋼，也是典型的高強高韌性冷作模具鋼，用於製作易崩刃、斷裂的冷沖模具，有較高的使用壽命。其化學成分見表1。
表1 幾種新型冷作模具鋼的成分 （W%）

號 C Cr Ni Si Mn Mo V W Nb
GD鋼 0．64-0．74 1．0-1．3 0．7-1．0 0．5-0．9 0．7-1．0 0．3-0．6 0．12

65Nb 0．6-0．7 3．8-4．4
0．35 0．40 2．0-2．5 0．8-1．1 2．5-3．0 0．2-0．3
CG-2 0．55-0．64 3．8-4．3 1．8-2．2 0．40 0．40 2．8-3．3 0．9-1．3 0．9-1．3
LD鋼 0．7-0．8 6．5-7．0
0．7-1．2 0．50 2．0-2．5 1．7-2．2

GM 0．86-0．94 5．6-6．4
2．0-2．5 1．7-2．2 2．8-3．2
GD鋼是在CrWMn鋼的基礎上，適當地降低碳含量，以減少碳化物偏析，同時增加鎳、哇、錳，以增加基體的強度和韌性，少量鉗和釩可以細化晶粒，提高淬透性和耐磨性。並增加回火穩定性，鉻的作用主要是提高淬透性。GD鋼基體具有較多的板條狀馬氏體，碳化物較少，且細小而均勻，可以取代CrWMn鋼和部分取代Cr12MoV鋼製造冷作模具，模具使用過程中很少崩韌和斷裂。力學性能見表2、表3。
表2 GD鋼淬火溫度與硬度的關系（HRC）

淬火溫度/℃ 810 840 870 900 930 960 1000
空冷硬度 63 65．5 65．5 66 65．5 66 65
油冷硬度 65．5 66 66 66 66 66 65
200℃回火硬度 59 60 61 61 61 60．5 61
230℃回火硬度 59．5 60 60 60 60 60 60
200℃回火硬度 59．5 59．5 59 58．5 58 60 59
` 表2列出了GD鋼在不同的淬火回火溫度下獲得的硬度。由於Si、Cr的共同作用，使其具有較高的回火穩定性，可滿冷作模具的要求。
表3 幾種冷作模具鋼的力學性能對比

鋼號 熱處理工藝 抗彎強度/MPa 沖擊韌性/J•mm-2 硬度/HRC
GD鋼 900℃油淬200℃回火 4483 149．1 61
GD鋼 930℃加熱250℃等溫55min+200℃回火2h 4650 171 59
CrWMn 840℃油淬200℃回火 3777 76．5 61
Cr12MoV 1020℃油淬200℃回火 2580 44．1 61
由表3可知，GD鋼的強韌性明顯高於對比鋼，GD鋼採用等溫淬火工藝，在馬氏體基體上分布適量下貝氏體，具有明顯的韌化效果，是進一步發揮材料潛能的有效途徑。實際使用情況見表4。由此可以看出，採用GD鋼制模具壽命明顯高於CrWMn鋼及Cr12MoV鋼。
表4 幾種冷作模具鋼的壽命對比（萬件）

模具類型 GD鋼 CrWMn Cr12MoV
沖裁模 1．2
0．6
沖壓模 6 3
擠壓模 0．8 0．001 0．001
凸模 75
11

J. 冷作模具是如何選材的

冷作模具鋼
對冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足夠的強度和韌性，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，國內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。
為滿足生產要求，國內先後研究開發了一系列新型冷作模具鋼。

1、低合金冷作模具鋼
國內開發的低合金冷作模具鋼中，有7CrSiMnMoV（代號CH）、
6CrMnNiMoVSi（代號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，價格低，具有較好的強度和韌性的配合，適用於製造精度復雜模具。
7CrSiMnMoV，代號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；抗彎強度、抗壓強度和沖擊韌性都優於Cr12MoV和9Mn2V；熱處理後的變形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等鋼相當。 CH鋼具有良好的強韌性和良好的工藝性，可用於代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等製造對強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。由於該鋼可以採用火焰加熱空冷淬硬，所以也用於製造要求表面火焰淬火的部分汽車模具。 6CrMnNiMoVSi，代號GD，較CH鋼增加了0.85％左右的Ni，進一步強韌化了基體。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，具有良好的強韌性。當用於製造易崩及斷裂的冷沖模具時，模具壽命較高。
2、高強韌耐磨鋼
Cr12系列冷作模具鋼是較廣泛採用的鋼種系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析較嚴重，韌性較差，淬火後異常變形較大。為彌補此類鋼的性能缺陷，國內先後開發了一些高強韌耐磨鋼，如7 Cr7Mo2V2Si(代號 L D)、Cr8WmoV3Si(代號 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代號 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；適當增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，從而增強了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此類鋼在具有良好的強韌性的同時，還有優良的耐磨性和較好的綜合性能，主要用於製造承受應力較大、要求高強韌性和耐磨損的各類冷作模具。
7Cr7Mo2V2Si，代號LD，最初是針對冷鐓模具而研製的。其碳含量低於 G．Steven推薦的'平衡碳'規律，使鋼在具有高硬度的同時，又具有較好的韌性；加入Cr、Mo、V元素，有利於二次硬化，保證鋼具有較高的硬度、強度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以強化基體，提高回火穩定性。LD鋼常用的熱處理工藝是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火後硬度 HRC57～63。1100℃淬火後的組織為細針馬氏體十殘留奧氏體十剩餘碳化物，晶粒度10.5級。 l100℃ 淬火、570℃回火後的組織為回火馬氏體十殘余碳化物。 LD鋼已被廣泛應用於製造冷鍛、冷沖、冷壓、冷彎等承受沖擊、彎曲應力較大，又要求耐磨損的各類冷作模具。
Cr8MoWV3Si，代號 ER5，在具有較高強韌性的同時，又具有突出好的耐磨性。該鋼在回火過程中彌散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系鋼具有更高強韌性和耐磨性的重要原因。ER5鋼適用於製造承受沖擊力較大，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GM，也是以提高耐磨性為主要目的而研製的高耐磨冷作模具鋼。該鋼通過 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，並根據'平衡碳'規律配碳，使鋼具有最佳的二次硬化能力及抗磨損能力，同時又保持了較高的強韌性和良好的冷熱加工性能，適用於製造沖裁、冷擠、冷鍛、冷剪、高強度螺栓滾絲輪等精密、高耐磨冷作模具。