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。