常用冷作模具钢及其特性冷作模具钢 冷作模具钢 冷作模具钢 冷作模具钢 冷作模具钢
冷作模具钢通常是指制造冷锻、冷挤、冷镦、冷轧、冷校正、冷辊锻、滚丝、精压和冷冲（含冷切边）模具的高硬度钢。这类模具的工作温度虽然不高，一般不超过200℃，但它们的工作应力是模具中最高的。因此要求模具钢应该具有极高的强度、硬度和耐磨性，同时，还应该具有较高的韧性。
绝大多数的冷作模具钢属于高C、高Cr的莱氏体钢，它们具有良好的淬透性和耐磨性及高强度和硬度，但韧性较差。冷作模具钢的C含量大多数在0.85%以上，Cr含量在12%左右，当Cr含量在4%左右时，通常还需要再添加11%～18%的W或W加Mo，进一步进行碳化物和固溶强化。由于Cr、W和Mo都是形成碳化物的主要元素和固溶强化元素，因而这类钢具有高强度、高硬度和高耐磨性。
为降低模具费用，对于批量小的锻件或工作环境相对好一点的部分冷作模具，也可以选用T9和T10等高碳工具钢。
随着技术的发展，对冷锻、冷挤件性能的要求不断提高，对冷作硬化敏感的、高变形抗力的合金结构和不锈钢等冷锻件的比例逐渐增多，因而要求更高强度、硬度和耐磨性的模具材料。近年来，国内外都开发了强度、硬度和耐磨性更高的硬质合金和钢结硬质合金，用于制造冷锻和冷挤组合模具的内衬。
常用冷锻模具钢有Cr12、Cr12Mo、Cr12MoV、3Cr13、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、9SiCr、CrWMn、GCr15、9Mn2V、60Si2Mn、渗碳钢12CrNi2A和渗碳钢20Cr等。国内研发了许多强韧性好的冷作模具钢如LD、65Nb、SLM-11等。
1．Cr12钢
Cr12型钢属于高C、高Cr的莱氏体钢，主要包括Cr12、Cr12Mo和Cr12MoV钢。这类钢的化学成分中含有1%或更高的C，含有12%的Cr，其中Cr12MoV钢还含有适量的Mo和V等碳化物形成元素。Cr12型钢是典型的冷锻模具钢，应用十分广泛。3 Cr13钢的Cr与Cr12钢相近，但它的C含量低，属于马氏体不锈钢，也可以作为冷作模具钢，但用量较Cr12型钢小。
2．多用途的低合金冷锻模具钢
这类钢包括CrWMn、9SiCr、60Si2Mn、5CrW2Si、T10A、GCr15和9Mn2V等，它们多是从精密量具、样板、工具、弹簧和轴承等成熟的耐磨且热处理变形小的钢中引进的，它们在制造冷锻模具领域也有较广泛的应用。
3．高合金化的冷锻模具钢
这类钢包括W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2钢，属于超高硬度的高速钢型冷锻模具钢。这类钢不仅耐磨性高，其高温强度、硬度和耐磨性也十分优异。因而，这类钢既可以作冷作模具钢，也可以作温锻模具钢和热作模具钢。
4．渗碳合金钢
12CrNi2A和20Cr合金结构钢经渗碳处理后，在一定场合下，也可以作为冷锻模具钢使用。上述常用冷作模具钢中用量最大的有Cr12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、GCr15、9Mn2V、60Si2Mn和W18Cr4V钢。
5．高强韧模具钢
根据生产实际需要，在保证冷作模具钢高硬度、耐磨的情况下，提高模具材料的韧性和抗冲击性是提高模具使用寿命的最重要条件。淬火、回火和使用时不易裂，如国内已研发的LD、65Nb、6W6Mo5Cr4V、SLM-11都具有优良的性能。
近年来，我国开发了7Cr7Mo2V2Si(LD钢)和9Cr6W3Mo2V(钢)以及低合金冷作模具钢7CrSiMnMoV(CH)、6CrMnNiMoVSi(GD)、6CrMnNiVWSi(DS)和CrNiWMoV等。这些钢的淬透性好、淬火温度较低，热处理变形小，价格便宜，且具有良好的强度和韧性配合，适用于制造精密、复杂模具。
6．硬质合金
作为模具材料的硬质合金主要是钨钴类硬质合金。
钨钴类硬质合金是以难熔金属碳化物为基体和硬质相、以铁金属（钴或镍）为粘结相、用粉末冶金方法生产后经球化退火的一种新型模具材料。硬质合金材料的牌号标记为“YG”。
7．钢结硬质合金
钢结硬质合金是以难熔金属碳化物为硬质相、以钢为基体及粘结相、用粉末冶金方法生产后经球化退火的一种新型模具材料。国产钢结硬质合金牌号有GT35、R5、ST60等。
8．碳化钨钢
碳化钨钢是沈阳嘉泰模具材料开发有限公司新近开发的一类超硬耐磨、强韧性材料，它以合金钢为基体、碳化钨为硬质相，经冶炼而制成的超硬材料，它改变了唯有粉末冶金生产硬质合金和钢结硬质合金的工艺。碳化钨钢的硬度高、耐磨性与硬质合金、钢结硬质合金相当，而韧性高于后两者。该钢的基体和硬质点之间是冶金化学结合，提高了强度和韧性，同时碳化物钢生产技术可以生产比后两者截面和规格大得多的工件，单件可达几百千克甚至更大，这是硬质合金和钢结硬质合金技术不可能达到的。
碳化钨钢是集硬质合金、钢结硬质合金的硬度、耐磨性和高合金钢的强度、韧性于一体的超硬耐磨新材料，可以通过热处理提高强度和硬度，退火后可进行机加工和电加工，淬火和回火后，硬度可以达到85HRA左右，也可根据需要制造硬度45HRC～60HRC的机械、防锈或耐腐蚀的机械零部件。
碳化钨钢是继碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、硬质合金、钢结硬质合金之后的第六代工具钢。碳化钨钢与硬质合金、钢结硬质合金相比，生产成本较低，使用寿命长，较合金工具钢可提高几倍或十几倍以上。
碳化钨钢可以代替硬质合金、钢结硬质合金，可以制作高硬、抗磨、高韧性、长寿命的各类材料，适用于制造工具、模具、量具、刃具，在矿山、石油、冶金、机械、航空航天等工业有着极大的开发和应用价值。
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