抗冲击冷作模具钢
8.1冷作模具钢的特征及制造工艺
冷作模具钢的特征及制造工艺
冷作模具钢的特征及制造工艺
一、概论 冷作模具钢在紧固件行业中应用量最多，它广泛 用于冲裁，拉深，冷镦，滚丝等工序。冷作模具的材 料应具有高的硬度，强度和耐磨性，足够的韧度和较 小的热处理变形量。因此，冷作模具应在淬火回火后 的组织中有一定量的剩余碳化物，并要求分布均匀， 形态圆整，细密马氏体针要均匀，细小，弥散。对于 形状简单的小型工模具，可选用碳素工具钢;精度要求 较高的中小型工模具，可选用低合金工模具钢，如 CrWMn ，9S iCr,GD钢等，对于要求淬透性好，而且 具有高硬度，高强度，高耐磨，高承载能力的大中型 模具，应选用高铬钢，高速钢，基体钢等来制作。 冷作模具服役后条件 经常承受冲击、磨损、弯曲、 剪切，因此，要求其材料应具备优良的强韧性。为了 满足某些工模具的比较苛刻的使用要求，对不同材料 的工模具的热处理工艺和组织应有一些特殊的要求， 以便进一步改进工模具的性能，提高其使用寿命。
冷作模具钢的特征及制造工艺
3. 热处理 a 、应采用合理的工艺，减小模具热处理变形（一般采 用多段加热工艺，同时防止淬火开裂），同时考虑 所采用的热处理方式，应避免合金元素的蒸发，在 材料淬透性允许的条件下，尽可能采用真空热处理 气淬技术，减小热处理变形，避免热处理后较大的 加工余量，导致表面过热，影响模具寿命，但对淬 硬性较差材料或高温下易挥发元素的材料，如含高 Ni 等，宜采用盐熔热处理。 b、 推荐采用高浓度渗碳热处理技术，积极参加应用渗 碳技术，阻止模具表面脱碳，同时提高表面耐磨性， 并利用渗碳淬火后表面形成高压应力，提高模具的 疲劳抗力。
冷作模具钢的特征及制造工艺
GM钢 其牌号为Cr6W3MoZV2钢,它是制作精密,耐磨, 高寿命冷作模具的莱氏体钢,由于GM钢的碳,铬,钼含量相 对比较低,因此其碳化物带状分布倾向较轻微,GM钢锻后 要及时进行球化退火,以利后继的机械加工.推荐采用的淬 火工艺为:1100~1160℃加热油冷淬火或分级淬 火,520~560℃回火三次,硬度为65HRC.GM钢在冷冲模,多 功位级进模,滚丝模,切边模等领域使用,寿命都有大幅提高. 10. CrWMn钢 CrWMn的淬透性极好,工件直径小于50mm 时能在硝盐中淬透,淬火加热时晶粒长大倾向低,淬火后的 残余奥氏体较多,淬火变形小.因钨和铬都是碳化物形成元 素碳化物的熔点高,因此淬火回火后的剩余碳化物较多,使 硬度提高,但钢的碳化物不均匀性也比较严重,常常是造成 模具失效的主要原因. 9.
冷作模具钢及其热处理工艺
高碳低合金钢球化退火工艺参数
钢号 CrWMn
加热温度T1×保 温时间
等温温度T2×保 持时间
退火硬 度
(HBS)
790~810℃×2~3h 700~720℃×3~4h ≤241
9CrWMn 780~800℃×2~3h 670~720℃×2~3h ≤229
9Mn2V 750~770℃×3h 680~700℃×4~5h ≤229
锻造球化退火机加粗加工淬火+回火精加工钳工装配。 （3）成形复杂冷作模具：
锻造球化退火机加粗加工高温回火或调质机加工成形 淬火+回火（精加工）钳工装配。
3.1.3 典型冷作模具材料的性能分析
1.高碳非合金冷作模具钢（碳素工具钢）
•代表钢号： T10 、T10A • 特点：回火抗力低，淬透性低，硬化层浅，承载能力低， 锻造性能好。 • 用途：中、小批量生产的冷冲模，冷镦模、冲剪工具
教学要求、重点与难点
教学要求：
1、理解冷作模具材料的主要性能要求 2、掌握通常冷作模具的制造工艺路线 3、理解各类冷作模具材料的热处理
教学的重点
冷作模具的制造工艺路线 各类典型冷作模具的热处理
3.1 冷作模具材料的分类及选用
3.3.1 冷作模具材料的分类
类型： 1、模具钢 2、硬质合金 3、低熔点合金 4、高分子材料等。 按模具钢的成分和性能可分为： 1、高碳非合金冷作模具钢 2、高碳低合金冷作模具钢 3、高耐磨冷作模具钢 4、冷作模具高速钢 5、特殊用途冷作模具钢
4）过热敏感性和淬裂敏感性 5）淬火温度和淬火变形
三、冷作模具材料的内部冶金质量要求
(一)成分偏析 (二)磷硫含量 (三)钢中夹杂物 (四)碳化物不均匀性 (五)疏松
模具钢材选用.doc
模具钢材选用·doc模具钢材选用一、引言模具钢材是用于制作模具的重要材料，其质量和选用对模具的性能和寿命具有重要影响。
本文将详细介绍模具钢材的选用方法和注意事项。
二、模具钢材的分类根据使用要求和材料特性，模具钢材可以分为以下几类：1·冷作模具钢：适用于冷作模具，如冲压模具、弯曲模具等。
2·热作模具钢：适用于高温条件下的模具，如压铸模具、热剪模具等。
3·塑料模具钢：适用于塑料制品的模具，如注塑模具、吹塑模具等。
4·特殊用途模具钢：适用于特殊需求的模具，如引导模具、电子模具等。
三、模具钢材选用方法1·根据模具种类和工作环境选择合适的材料。
2·考虑模具的使用寿命和生产批量，选择耐磨性和耐腐蚀性良好的材料。
3·根据模具的尺寸和复杂度，选择具有良好加工性能的材料。
4·考虑模具的强度和韧性要求，选择具有合适力学性能的材料。
5·考虑成本和经济性，选择合适的材料。
四、模具钢材的常用品牌和性能1·冷作模具钢常用品牌：H13钢、D2钢、S7钢等。
具有较高硬度和耐磨性，适用于冷作模具。
2·热作模具钢常用品牌：H11钢、H13钢、718钢等。
具有较高耐热性和耐蚀性，适用于热作模具。
3·塑料模具钢常用品牌：P20钢、2311钢、2738钢等。
具有较高韧性和良好加工性能，适用于塑料模具。
4·特殊用途模具钢常用品牌：S136、NAK80、420等。
具有特殊要求的模具，根据具体需要选择合适的材料。
五、模具钢材的热处理1·淬火：根据不同材料和要求，进行适当的加热温度和保温时间，使材料达到适当的硬度。
2·回火：对淬火后的材料进行回火处理，提高材料的韧性和抗冲击性。
六、模具钢材的表面处理1·氮化处理：通过在模具表面形成一层氮化层，提高模具的硬度和耐磨性。
2·电镀处理：通过在模具表面电镀一层金属材料，提高模具的防锈性和耐腐蚀性。
冷作模具材料教学课件PPT
3.2.3高耐磨微变形冷作模具钢
二、Cr4W2MoV钢 1.Cr4W2MoV钢的力学性能——与回火温度的关系
化学工业出版社
3.2.3高耐磨微变形冷作模具钢
二、Cr4W2MoV钢 2.Cr4W2MoV钢的工艺性能 （1）锻造性能：Cr4W2MoV钢的热加工温度范围较窄，
变形抗力较大，锻造性较差。锻造工艺一般为：加热温度 1130～1150℃，始锻温度1040～1060℃，终锻温度850℃， 锻后缓冷。
（2）预备热处理 采用等温球化退火，软化困难，其工艺 为：加热温度840～860℃，保温4～6h，等温温度750～ 770℃，保温3～6h，炉冷（≤30℃/ h）至550℃再空冷。退火 后的硬度≤241HBS，切削加工性尚可，可进行微细化处理来 细化晶粒。
化学工业出版社
3.2.2低变形性冷作模具钢
1.CrWMn 钢的力学性能——与淬火温度的关系
化学工业出版社
3.2.2低变形性冷作模具钢
1.CrWMn 钢的力学性能——与回火温度的关系
化学工业出版社
3.2.2低变形性冷作模具钢
2.CrWMn钢的工艺性能
（1）锻造工艺 加热温度1100～1150℃，始锻温度1050～1100℃，终锻 温度800～850℃，锻后空冷至650～700℃后再缓冷。 该钢碳化物偏析比较严重（含W的原因），锻后缓冷易形 成网状碳化物。 对于大规格的钢材，为了避免碳化物不均，有时需要反复 镦粗拔长，以便提高最终热处理后的力学性能。
化学工业出版社
2.CrWMn钢的工艺性能 （2）预备热处理
3.2.2低变形性冷作模具钢
冷作模具材料和性能要求
碳素工具钢淬火和回火工艺规范见 表2-6，但对于具体模具应进行选择。
淬火温度的选择 考虑的因素见图2-1、2-2。
图2-1 淬火温度对 T10A钢强韧性的影响
图2-2 淬火温度对T8钢 淬硬层深度的影响
综合分析如下：
提高淬火温度，钢的强韧性下降，变形、开裂 的倾向增大。但提高淬火温度，可提高淬透性，增 加硬化层深度，提高模具的承载能力。
正火工艺： 加热温度 930~950℃。 冷却方式 小型模块，空冷；较大模块，鼓
风或喷雾；大型模块，热油中冷却。
3）淬火与回火
淬火加热温度：830~860℃，油冷。 尺寸较大或分级淬火的模具，宜选840~860℃。 尺寸较小模具，宜选830~850℃。 箱式炉加热应比盐浴炉加热温度高。
3、应用 适于制作精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、
足够的韧性（受冲击载荷大、易受偏心弯曲的模具）
良好的抗疲劳性：σ-1应满足模具的要求 良好的抗咬合性能：取决于润滑条件和成形材料的性质
二、工艺性能要求
热锻变形抗力低、塑性好
锻造性 锻造温度范围宽 锻裂、冷裂及碳化物析出倾向小
切削加工性
切削力小、切削用量大 刀具磨损小、加工表面光洁
磨削加工性
对砂轮质量及冷却条件不敏感 不易发生磨伤与磨裂
搓丝板和成型模。
二、低变形冷作模具钢
成分特点：碳工钢+少量Gr、Mn、Si、W、V
典型钢种：CrWMn、9Mn2V、MnCrWV （一） CrWMn
1、主要性能特点
淬透性良好（φ40~φ50模具油中可淬透） 耐磨性良好（W碳化物作用） 淬火变形小 易形成网状碳化物，锻造不良，韧性差 2、热加工工艺
国内外冷作模具钢发展动态
（3）提升阶段：21世纪初至今，我国热作模具钢生产技术和产品质量显著提 高，部分产品已达到国际领先水平。
3、重要事件
（1）1950年代，我国开始自行研制热作模具钢，先后研发出如5CrMnMo、 5CrNiMo等钢种。
（2）1970年代，我国引进国外先进技术，并开始推广新型热作模具钢，如 H13、3Cr2W8V等。
国内发展动态
自21世纪以来，随着国内制造业的快速发展，国内冷作模具钢产业也取得了长 足进步。国内钢铁企业和研究机构在引进国外先进技术和设备的基础上，大力 开展自主研发，逐步实现了冷作模具钢从无到有、由弱变强的跨越式发展。
一方面，国内冷作模具钢的生产技术和品质得到了显著提升。许多国内钢铁企 业通过引进先进技术和设备，以及加强自主研发，成功推出了各具特色的冷作 模具钢品种。例如，宝山钢铁有限公司生产的BSiCr系列耐磨钢种，具有高强 度、高耐磨性和良好的韧性，适用于制造各类耐磨零件和冷冲压模具。鞍钢集 团抚顺特钢有限公司生产的FS13MnNiCr抗冲击冷作模具钢，具有优异的抗冲 击韧性和耐磨性，适用于制造承受高冲击载荷的冷冲压模具。
3、产业结构调整与升级
未来，热作模具钢产业结构将进一步调整和优化。一方面，通过兼并重组等方 式实现产业集中化发展，提高产业整体竞争力；另一方面，通过发展智能制造、 绿色制造等新兴产业模式，推动热作模具钢产业结构升级。
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另一方面，国内冷作模具钢的研发创新也取得了重要进展。国内科研机构和钢 铁企业积极开展合作，加大研发投入，推动冷作模具钢材料的创新发展。例如， 中国钢铁研究总院开发的具有一定代表性和原创性的CR-MO系列新型冷作模具 钢，具有良好的强韧性、耐磨性和抗疲劳性，适用于制造高性能、长寿命的冷 冲压模具。
此外，湖南大学等高校和科研机构也在新型冷作模具钢的研发方面取得了重要 突破，为推动国内冷作模具钢产业的发展做出了积极贡献。
模具材料习题(答案)
《习题一》一、填空题1、模具是一种重要的加工工艺装备，它的使用对保证产品质量、提高经济效益有着重要的作用.模具加工具有材料利用率高、力学性能好、尺寸精度高、生产效率高.2、作为模具设计和制造者,既懂得模具设计和制造技术，又懂得材料成型加工及模具选材技术，才能制造出高质量、长寿命、高精度的模具。
3、根据工作条件及服役形式，模具材料分为冷作模具材料、热作模具材料和塑料模具材料三大类。
4、模具主要应用在压力加工之中，与模具有关的工艺，主要分为普通模锻、挤压、拉拔、冲压、压铸、塑料成型等。
5、韧性不是单一的性能指标，而是强度和塑性的综合表现。
6、热处理工艺性主要包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向性、过热敏感性，淬火变形与开裂倾向等.二、判断题1。
无磁模具钢制的模具主要用于磁性材料的成形，以及无磁轴和其他在强磁场中不产生磁感应的结构零件的成形。
√2.抗冲击冷作模具钢成分接近合金调质钢，基体钢属于高强韧性冷作模具钢。
√3。
基体钢，一般是指其成分相当于高速钢正常淬火组织中基体成分相同的钢，与高速钢相比，基体钢的过剩碳化物少，颗粒细小,分布均匀，强韧性好，同时还保持较高的耐磨性的热硬性，不仅适用于冷作模具，也可用于热作模具。
√4.硬质合金是将一些高熔点、高硬度的金属碳化物粉末（如C、TiC等)和粘结剂（Co、Ni等）混合后，加压成型,再经烧结而成的一种粉末冶金材料。
钨钴类硬质合金和钨钴钛类硬质合金。
冷冲模用硬质合金一般是钨钴类。
√5。
金属陶瓷硬质合金的共性是:具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性，可以进行锻造及热处理。
主要用来制作多工位级进模、大直径拉深凹模的镶块.×三、为下列模具选择合适的材料.光学镜片的注射模(D）热挤压滚动轴承环凸模（E）Φ40棒料下料剪刃（A）铜合金压铸模（B）塑钢门窗成型模（C)A、6W6MoCr4VB、3Cr2W8VC、0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）D、10Ni3MnCuAl（PMS）E、4Cr3Mo2NiVNbB（HD)四、问答题1、什么是钢结硬质合金？有何特点？答：钢结硬质合金是以钢为粘结相，以碳化物(主要是碳化钛、碳化钨）做硬质相，用粉末冶金方法生产的复合材料。
模具钢的介绍
常见的热作/冷作模具钢材料价格及应用场景介绍热加工合金钢一、冷作模具钢冷作模具钢包括制造冲裁用的模具（落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀）、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等。
1.冷作模具钢的工作条件及性能要求冷作模具钢在工作时．由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。
因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。
冷作模具钢与刃具钢相比．有许多共同点。
要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加工工艺复杂．而且摩擦面积大，磨损可能性大，所以修磨起来困难。
因此要求具有更高的耐磨性。
模具工作时承受冲压力大，又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。
总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。
2.钢种的选择通常按冷作模具的使用条件，可以将钢种选择分为以下四种情况：（1）尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。
例如小冲头，剪落钢板的剪刀等可选用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。
这类钢的优点是；可加工性好、价格便宜、来源容易。
但其缺点是：淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。
因此，只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷作模等。
（2）尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。
常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具钢。
这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。
其中9Mn2V钢是我国近年来发展的一种不含Cr的冷作模具用钢．可代替或部分代替含Cr的钢。
第六章 模具材料和热处理技术
3．冷拔模具与成型模具钢性能的要求
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。 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。
（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。我国生产的钢结硬质合金的热处理规范如 表6-2所示。
6.3 热作模具材料及热处理
热作模具主要用于热变形加工和压力铸 造的模具。热作模具在工作中承受着很大的 冲击力，模腔和高温金属接触后，模具本身 温度达300℃～400℃，局部可达500℃～ 700℃，有的甚至达到1 000℃左右，还要经 受反复的加热和冷却。在时冷时热状态下， 容易使模具的工作表面产生热疲劳裂纹，另 外炽热金属被强制变形时，与模具型腔表面 摩擦，模具极易磨损并且硬度降低。
（2）高强度高耐磨冷作模具钢的种类 包括W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、 W12Mo3Cr4V3N等高速钢。 （3）高强度高耐磨冷作模具钢的实例 例1：W18Cr4V钢 例2：W6Mo5Cr4V2钢
5．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。
6.1.3 模具材料的分类
6.1.4 模具材料的发展趋势
① 由于压力加工工艺迅速发展，新工艺不断 出现，对模具材料的性能要求也越来越高。 ② 模具热处理新技术，特别是表面强化处理 工艺发展很快，在模具中广泛应用。 ③ 根据生产发展需要和本国资源情况，模具钢 号不断筛选精简、补充更新。 ④ 当前模具材料以工具钢为主，也使用高强 度结构钢、粉末冶金材料、有色金属和塑料等。
冷作模具材料及热处理规范
②要求韧性好 、变形小的模具： 960~980℃分级淬火 ，
270~290℃回火二次。
第三十六页 ，共七十九页。
3 、应用范围 Cr4W2MoV钢主要用于制造各种冲模 、 冷镦模 、 落料模 、
冷挤凹模及搓丝板 ， 可替代Cr 12 型钢 。
三 、其他高耐磨微变形冷作模具钢 中合金冷作模具钢Cr6WV： 具有较好的耐磨性和韧性的配合 ，
据此 ， 碳素工具钢制模具的淬火温度选择原则是： 对于小型模具 ， 可采用较低淬火温度（ 760~ 780℃) 。 对于较大型模具 ， 适当提高淬火温度（ 800~850℃) 。 对于形状复杂的模具 ， 应采用较低淬火温度。
■淬火冷却方式的选择 水溶液 、油冷
冷却方式 水溶液—油 、水溶液—硝盐
分级淬火 、等温淬火
图2~ 11
图2~ 12
由图分析可知： 9Mn2V钢的淬火温度范围较宽 ，在840℃以下淬火 ， 力 学性能基本不变 ， 840℃以上淬火 ， 综合力学性能将会下降 。 因此合适的
淬火温度为780~840℃ , 根据模具的性能要求在此范围可适当调整。
淬火一般采用油冷 ， 形状复杂的模具可用100℃热油冷却或硝盐浴 分级淬火。
淬火变形小 易形成网状碳化物 ， 锻造不良 ， 韧性差
第十五页 ，共七十九页。
2 、热加工工艺
1）锻造
加热： 1100~ 1150℃ ,
始锻： 1050 ~1100℃
终锻： 800~850℃ , 锻后空冷至650℃后缓冷
2)退火与正火
退火工艺： 加热790~830℃ , 等温700~720℃ , 保温1~2h， 炉冷至550℃出炉 。
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3 、料模 冷挤压模 搓丝板 成型模
模具钢材材料常用型号以及特性汇总分享
模具钢材材料常用型号以及特性汇总分享模具的材料选择好不好，直接影响到产品的制造周期，也就是开模数，也会影响到产品的表面处理工艺，有些材料不能做镜面高光处理，有些材料则强度会弱，不适合做插穿的镶件等。
1.Code:P1-P19H1-H19Wx：Sx：Shock Resisting SteelOx：OilHardening Steel (油钢)Ax：AirHardening SteelDx：High Carbon, High Chromium Steel(铬钢)2.德国标准DINCode:1.2738：Low carbon, high alloy (P20 - 塑胶模钢)1.23111.23121.20831.23161.23431.23441.25101.23793.Code:SxxC：Plain Carbon steel(黄牌 - S55C)SUSxx：Stainless Steel (抗酸钢- 420)SCrx：Chromium SteelSCMx：Chromium Molybdenum Steel（P20）SKx：Carbon Tool SteelSKSx：Low Alloy Steel (油钢 - O1)SKD11：MediumHigh Alloy Steel(铬钢- D2)SKD6：SKD61SKHxxSUMx：SUJx：A冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。
冷作模具钢的范围很广，.从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。
冷作模具钢具是真空脱气精炼钢，内质纯净，机械加工性良好，切削明显提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出现淬裂，耐磨性极为优异，韧性良好，可用作不锈钢及高硬度材料的冲裁模。
1.抗磨损冷作模具钢6Cr4W3MoVNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1。
冷作模具钢和热作模具钢
冷作模具钢和热作模具钢冷作模具钢和热作模具钢是常见的两种模具钢材料，它们在模具制造和使用过程中具有不同的特点和应用领域。
本文将详细介绍冷作模具钢和热作模具钢的特点、性能以及应用方面的差异。
一、冷作模具钢1. 特点：冷作模具钢主要用于制造在室温下工作的模具，具有以下特点：- 冷硬性好：冷作模具钢经过冷处理后，具有良好的硬度和耐磨性，能够在较大的应力下工作。
- 优异的加工性能：冷作模具钢具有较好的加工性能，可以进行切削、钻孔、铣削等加工操作。
- 耐腐蚀性：冷作模具钢在常温下具有较好的耐腐蚀性能，不易受到氧化和腐蚀的影响。
- 适用范围广：冷作模具钢适用于制造各种冲压模具、剪切模具、切割刀具等。
2. 性能：冷作模具钢的性能主要取决于其合金化元素和热处理工艺。
一般来说，冷作模具钢具有以下性能：- 高硬度：常见的冷作模具钢具有较高的硬度，一般在50~62 HRC 之间，能够满足模具在工作时对硬度的要求。
- 良好的耐磨性：冷作模具钢经过冷处理后，具有良好的耐磨性能，能够在长时间的使用中保持较低的磨损率。
- 优异的韧性：冷作模具钢在冷处理后保持一定的韧性，能够在受到冲击或振动时不易断裂。
- 较好的切削性能：冷作模具钢具有较好的切削性能，能够在切削过程中减小刀具的磨损。
3. 应用：冷作模具钢广泛应用于各种模具制造和加工领域，其主要应用包括：- 冲压模具：冷作模具钢制成的冲压模具能够在冷压过程中保持较高的硬度和耐磨性，具有较长的使用寿命。
- 塑料模具：冷作模具钢制成的塑料模具具有较好的切削性能，能够在制造塑料制品时保持较高的精度和表面光洁度。
- 剪切刀具：冷作模具钢制成的剪切刀具能够在剪切过程中保持较好的耐磨性和稳定性，具有较长的使用寿命。
二、热作模具钢1. 特点：热作模具钢主要用于制造在高温下工作的模具，具有以下特点：- 耐高温性：热作模具钢具有较高的耐高温性能，能够在高温环境下工作而不失去硬度和耐磨性。
- 较好的塑性：热作模具钢具有较好的塑性，能够在高温下承受较大的应力而不易产生塑性变形。
冷作模具钢用途
冷作模具钢用途冷作模具钢是一种常用的工具钢材料，主要用于制作模具和冷冲压件。
它具有高硬度、优异的耐磨性和耐冲击性能，能够在低温下保持良好的强度和韧性。
冷作模具钢广泛应用于汽车、电子、家电等工业领域，为各行各业的制造业提供了重要的支持。
首先，冷作模具钢被广泛用于汽车工业。
在汽车制造过程中，需要大量的模具来生产汽车零部件，如车身构件、发动机零部件和底盘零部件等。
冷作模具钢因其硬度高、耐磨性好的特点，能够满足汽车制造过程中对模具的高要求，保证生产出质量稳定的零部件。
其次，冷作模具钢在电子工业中也有重要的应用。
在电子产品制造过程中，常常需要使用模具来制作外壳、键盘、连接器等各种零件。
冷作模具钢因其优异的耐磨性和高硬度，能够有效延长模具的使用寿命，提高生产效率。
同时，冷作模具钢还能够保证电子产品的精度和质量，确保产品具有稳定的性能。
此外，冷作模具钢在家电制造行业也有广泛的应用。
制造家用电器需要大量的模具来生产外壳、零部件等。
冷作模具钢因其高硬度、良好的耐磨性和抗冲击性能，能够满足家电行业对模具的高要求。
同时，冷作模具钢制作的模具还可以保证产品的外观质量，提高产品的市场竞争力。
除了以上几个主要行业，冷作模具钢还被广泛应用于航空航天、兵器制造、塑料制品等领域。
在航空航天和兵器制造领域，冷作模具钢常用于制造飞机、火箭等载具的部件，保证其在极端环境下的安全和可靠性。
在塑料制品行业，冷作模具钢用于制造注塑模具，在塑料制品生产过程中起到关键作用。
总之，冷作模具钢由于其优异的性能，被广泛应用于各个制造业领域。
它能够满足各行各业对模具的高要求，提高生产效率和产品质量。
冷作模具钢的发展也推动了我国制造业的发展，促进了工业升级和技术创新。
未来，随着科技的不断进步和工业的快速发展，冷作模具钢的用途将会更加广泛，为中国制造业的崛起做出更大的贡献。
CR12是什么材料
CR12是什么材料
CR12（中国标准GB/T 1299-2014中的牌号）是一种常用的冷作模具钢，国际通用名称为DIN 1.2080或X210Cr12（欧洲标准EN ISO 4957）。
它属于高碳高铬类型的莱氏体钢，含有约1.5%的碳和约11.5-12.5%的铬，还含有适量的钼、钒等合金元素。
CR12的主要特性包括：
-高硬度：经适当热处理后，硬度可达HRC58-62左右。
-耐磨性好：由于高铬含量，使其具有很好的耐磨性和抗压强度。
-抗冲击韧性相对较低：因其高碳高铬特性，导致韧性较差，适用于不需要太高韧性要求的场合。
CR12广泛应用于制造各种耐磨性要求较高的冷作模具，如冲裁模、冷挤模、冷镦模、拉伸模、粉末冶金模等。
但因其韧性不足，对于承受强烈冲击或复杂应力状态的模具，可能会选用韧性更好的模具钢，如CR12MOV等改进型模具钢。
模具钢种类及用途标号
模具钢种类及用途标号模具钢是广泛应用于制造模具的一类特殊钢材。
根据不同的要求和用途，模具钢被分为多个类别和标号。
下面是对模具钢种类及用途标号的详细介绍。
1.低碳钢（P钢）：低碳模具钢用于制造非要求高硬度、抗磨性和耐冲击性的模具。
常用的低碳模具钢有国内的3Cr2Mo、3Cr2NiMo和国外的P20、P21等。
2.淬硬钢（H钢）：淬火处理后具有高硬度和较好的抗磨性和耐冲击性能。
常用的淬硬模具钢有国内的4Cr5MoSiV1、5CrNiMoV、5CrMnMo等和国外的H13、H21、H11等。
3.可淬火不锈钢（M钢）：具有良好的耐腐蚀性和耐热性能，适用于制造对耐腐蚀性要求较高的模具。
常用的可淬火不锈钢有国内的4Cr13、3Cr13等和国外的420、420ESR、440C等。
4.高速钢（W钢）：具有良好的耐磨性能和硬度，适用于制造切断、冲模等高速运动的模具。
常用的高速钢有国内的W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等和国外的M2、M35等。
5.粉末冶金钢（G钢）：采用粉末冶金工艺制造的模具钢，具有良好的耐磨性和硬度，适用于制造精密模具。
常用的粉末冶金钢有国内的GCr15、GCr15SiMn等和国外的ASP23、ASP60等。
模具钢用途标号：1.冷作模具钢：用于制造对高硬度、耐磨性和耐热性有较高要求的冲压、冷剪、冷镦等模具。
常用的冷作模具钢标号有国内的Cr12、9Mn2V等和国外的D2、D3等。
2.热作模具钢：用于制造对高温抗热疲劳、抗氧化性能有较高要求的压铸、塑料注射模具等。
常用的热作模具钢标号有国内的3Cr2W8V、5Cr3MoNiVSi等和国外的H13、H11等。
3.塑料模具钢：用于制造对高硬度、耐磨性和耐腐蚀性能有较高要求的塑料注射模具、压铸模具等。
常用的塑料模具钢标号有国内的P20、3Cr2Mo等和国外的P20、P21等。
4.汽车模具钢：用于制造对高强度、高硬度、高磨损抗性以及高塑性变形抗性有较高要求的汽车模具。
dc53模具钢化学成分
dc53模具钢化学成分DC53模具钢是一种优质的工具钢，具有卓越的硬度和耐磨性。
它的化学成分是决定其性能的关键因素之一。
在本文中，我将深入探讨DC53模具钢的化学成分，并解释它对其性能的影响。
1. 简介DC53模具钢是一种冷作工具钢，其主要成分包括碳（C）、硅（Si）、铬（Cr）、钼（Mo）、锰（Mn）和钒（V）。
下面我将逐个解释这些成分的作用。
2. 碳（C）碳是钢中最重要的元素之一。
它对钢的硬度和强度有着重要影响。
在DC53模具钢中，碳的含量通常在0.48%至0.53%之间。
高碳含量可以增加钢的硬度，但过高的碳含量会导致钢的脆性增加。
在DC53模具钢中，适度的碳含量可以实现硬度和韧性的平衡。
3. 硅（Si）硅是一种余量元素，它的主要作用是提高钢的硬度。
在DC53模具钢中，硅的含量通常在0.3%至1.0%之间。
适度的硅含量可以增加钢的晶粒细化，并提高其硬度和韧性。
4. 铬（Cr）铬是一种重要的合金元素，它能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
在DC53模具钢中，铬的含量通常在7.5%至8.5%之间。
适度的铬含量可以形成高硬度的碳化物，并增加钢的耐磨性。
5. 钼（Mo）钼是一种常用的合金元素，能够提高钢的硬度和刚性。
在DC53模具钢中，钼的含量通常在1.5%至2.0%之间。
适度的钼含量可以增加钢的强度和耐磨性，同时提高其热处理稳定性。
6. 锰（Mn）锰是一种常见的微合金元素，在DC53模具钢中的含量通常在0.2%至0.6%之间。
锰可以细化钢的晶粒，并提高其硬度和韧性。
7. 钒（V）钒是一种重要的合金元素，能够形成稳定的碳化物，并提高钢的硬度和耐磨性。
在DC53模具钢中，钒的含量通常在1.8%至2.2%之间。
适度的钒含量可以提高钢的硬度，并提供良好的耐磨性。
DC53模具钢的化学成分对其性能有着重要的影响。
适度的碳含量可以实现硬度和韧性的平衡，硅、铬、钼、锰和钒能够提高钢的硬度、耐磨性和强度。
了解DC53模具钢的化学成分，可以帮助我们更好地理解其性能特点，并在实际应用中选择合适的热处理工艺和使用条件。
冷作模具钢的牌号及应用
冷作模具钢的牌号及应用我国常用的冷作模具钢还是 CrWMn 低合金工具钢和 Cr12MoV 、 Cr12 高合金工具钢等钢材。
但由于其碳化物偏析较严重具规格尺寸较大时易造成畸变的方向性和强韧性的降低。
现先容一些国内外新研发的冷作模具钢，供冷镦紧固件模具制造金冷作模具钢钢的主要特点是工艺性好，淬火温度低，热处理畸变小，强韧性好，并且有适当的耐磨性。
在钢中加铬或锰可进步淬透性火和低温回火后保存一定量的残余奥氏体，减少畸变；加进硅或镍可使基体强韧化，并进步回火抗力，在相同硬度下，比更高的强韧性，加进钼或钒可细化晶粒。
表 1 为低合金冷作模具的化学成分。
表 1 为低合金冷作模具的化学成分 (W%C Cr Mo V Si Mn Ni W0.69 1.15 0.45 0.18 0.70 0.85 0.85 ――0.59 1.15 0.25 0.20 0.65 0.88 0.88 0.500.95 0.50 ―― 0.20 ―― 1.20 ―― 0.500.98 1.05 ―― ―― ―― 0.95 ―― 1.40钢 (6CrMnNiMoVSi 钢 ) 经 900 ℃淬火和 200 ℃回火后仍保持适量 ( 约 15%) 的稳定的残余奥氏体，未溶碳化物均匀减少畸变和进步钢的强韧性，而且 GD 钢热处理后畸变量小于 CrWMn 钢，用于制作易崩刃断裂的冷冲模 ( 如切料剪刀片的使用寿命，硬度 60 ～ 61HRC ，冲击值 145J/cm 2 。
钢经 900 ℃淬火和 200 ℃回火后有较高的强韧性，硬度 59 ～ 60HRC ，冲击值 210J/cm 2 ，冲击韧度高于 6CrW2Si 钢体钢一般指其成分与高速钢淬火组织中基体化学成分相同的钢。
我国研制的一些基体钢，如 65Cr4W3Mo2VNb( 简称 65Nb 4VTi( 简称 LM1) 钢， 65Cr5Mo3W2VTi( 简称 LM2) 钢。
2 为基体钢化学成分。
dc53成分
dc53成分DC53是一种高端冷作模具钢，被广泛应用于模具制造业。
本文将从DC53的成分、特性以及应用领域等方面来介绍这种材料。
DC53的主要成分为：碳（C）：1.2-1.6%铬（Cr）：7.5-8.5%钼（Mo）：1.5-2%锰（Mn）：1.5-2%硅（Si）：0.3-0.9%磷（P）：≤0.03%硫（S）：≤0.03%DC53的特性使其成为许多模具制造商的首选材料。
首先，它具有优异的硬度和耐磨性。
硬度可以达到62-64 HRC，使模具具有长久的使用寿命。
其次，DC53具有良好的韧性和抗冲击性能，能够抵抗模具在使用过程中的冲击和应力。
此外，其优异的切削性能也使得模具的加工更加容易。
最后，DC53具有优异的热处理性能，可以实现多种热处理工艺，以满足不同模具制造的需求。
DC53广泛应用于模具制造业的各个领域。
首先，它可以用于冷冲模具，如拉伸模和冲压模具。
在这些应用中，DC53的高硬度和耐磨性能可以有效延长模具的使用寿命。
其次，DC53也适用于冷压模具，如冷挤压模具和凸轮轮廓模具。
在这些应用中，DC53的高韧性和抗冲击性能可以有效地抵抗模具在高压下的变形和破裂。
此外，DC53还可以用于冷剪模具，如剪切刃模具和切断模具。
在这些应用中，DC53的高硬度和切削性能可以实现精确的切割和修整。
总之，DC53作为一种高端冷作模具钢，在模具制造业的应用得到了广泛认可。
其优异的硬度、耐磨性、韧性和抗冲击性能，使得模具具有更长久的使用寿命和更高的制造效率。
随着模具制造技术的不断进步，DC53的应用前景也将变得更加广阔。
d2钢屈服强度
D2钢屈服强度
D2钢是一种高耐磨微变形冷作模具钢，属于风硬工具钢。
D2钢的屈服强度为≥1850MPa，抗拉强度为≥2000 MPa。
D2钢的含碳量高达1.5%，并且铬含量高达11.5%。
钢材热处理后硬度可达60HRC，但延展性、韧性和防锈性相对较弱，钢面难以镜面抛光。
D2钢具有优异的耐磨性和韧性，其硬度适中，可以保证刀刃的锋利度和长时间使用。
此外，D2钢的抗冲击性能和抗疲劳性能也较好，适用于制造各种高精度、高质量的冷作模具和工具，如切削刀具、刨刀、钻头、冲头、模具、压花模、冲模和挤压模等。
在D2钢的加工过程中，需要采用特殊的加工和处理技术，以保证其硬度和耐磨性。
同时，由于D2钢的碳含量较高，因此需要进行充分的热处理和回火处理，以避免产生裂纹和变形。
总之，D2钢是一种高耐磨微变形冷作模具钢，具有优异的耐磨性、韧性和抗冲击性能。
适用于制造各种高精度、高质量的冷作模具和工具，需要采用特殊的加工和处理技术。
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5．抗冲击冷作模具钢 （1）弹簧钢60Si2Mn钢
60Si2Mn钢是一种弹簧专用钢种，国外的同类
型钢S5也作为冷作模具钢。60Si2Mn钢具有高屈服
强度、高疲劳极限和优良的塑性，而且价格低廉，热
处理工艺简单，用来制造冲击工具、模具。在标准件
行业中多用来制造冷镦模冲头、螺母冷镦模具、冷冲
6W6钢的淬透性好，有类似于高速钢的高硬度、高
耐磨性、高强度和良好的热硬性，而韧性又比高碳高
速钢高，通常用于制造钟表模具、冷挤压模具、拉深
模具，具有较高的使用寿命。
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6．高强韧性冷作模具钢
为了满足冷挤压工艺发展的需要，目前已研制出
多种高强韧性模具钢，如降碳高速钢、基体钢、低合
金高强度钢、马氏体时效钢等。
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6．高强韧性冷作模具钢
降碳高速钢，其钢中的合金元素与高速钢相近，
但含碳量较低，常用于高冲击载荷下耐磨损的模具，
典型的钢号是6W6Mo5Cr4V。它和基体钢都有接
冲头及风动工具等。6CrW2Si钢回火抗力、耐磨性
稍高于5CrW2Si钢，但韧性较差，常用于失效形式
为磨损和堆塌的重载冲模、压模。
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5．抗冲击冷作模具钢 （2）耐冲击工具钢4CrW2Si钢
4CrW2Si钢是在铬硅钢的基础上加入一定量的
W而形成的钢种，由于加入W有助于淬火时保存比较
课题二 冷作模具钢的性能及热处理规范（2）
5．抗冲击冷作模具钢
本类钢共有5个牌号，成分接近合金调质钢，见表131。主要合金元素是Mn、Si、Cr、W、Mo。由于成 分相近，此类钢具有一些共同特点，如碳化物少，组织 均匀，淬火组织以板条状马氏体为主；具有高抗弯强度， 高冲击疲劳抗力、高韧性和良好的耐磨性。但抗压强度 低，热稳定性差，淬火变形难以控制等缺陷。
2）预备热处理
①常规球化退火不易使钢中的片状珠光体球化，
因此很少使用。
②快速球化退火：加热温度为850℃，油冷淬火；
等温球化温度为790℃，保温25min；急冷到
680℃，保温1 h；炉冷到500℃出炉。可获得球状
珠光体。
③正火：加热温度为830 ~ 860℃，空冷，硬
度≤254HBS。
④高温回火，温度为640 ~ 680℃，空冷。
细的晶粒，因此有可能在回火状态下获得较高的韧性
4CrW2Si钢还具有一定的淬透性和高温强度该钢多
用于制造在高冲击载荷下操作的工具，如风动工具，
冲裁切边复合模、冲模，冷切用剪刀等冲剪工具，以
及部分小型热作模具。
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5．抗冲击冷作模具钢 （2）耐冲击工具钢4CrW2Si钢
1）热加工
4CrW2Si钢锻造工艺规范见表1-35。
孔模具等。60Si2Mn钢有较高的强韧性和抗回火稳
定性，但耐磨性稍低，淬透性也不高。因含硅量高，
因此有石墨化倾向，脱碳敏感性也较高。
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5．抗冲击冷作模具钢 （1）弹簧钢60Si2Mn钢
1）热加工
60Si2Mn钢锻造工艺规范见表1-32。
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5．抗冲击冷作模具钢 （1）弹簧钢60Si2Mn钢
具有较高强韧性和耐磨性，既可作冷模具用钢，又可
作耐冲击风动工具用钢。
铬钨硅系钢应用范围：4CrW2Si钢渗碳淬火后
具有外硬内韧的特点，承载能力及耐磨性均超过低淬
透性冷作模具钢，主要用于制造大中型重载冷镦冲头
及精压模；5CrW2Si钢综合力学性能良好，应用最
广，主要制造大、中型重载冷剪刀片，中厚钢板穿孔
近高速钢的强度，且韧性好，同时在某些工艺性能方
面也有明显的改善。
基体钢是指成分与高速钢淬火后的基体组织成分
大致相同，而性能有所改善的一类钢，这类钢减少了
共晶碳化物，并使其均匀分布，工艺性能好，强韧性
明显提高。近年来我国研制的基体钢是以
W6Mo5Cr4v2和W18Cr4V的基体成分为基础发
展改性的，如6Cr4W3Mo2VNb、
钢，相对于W6Mo5Cr4V2（M2）钢，C的质量分
数降低了0.21％左右，V的质量分数降低了1.05％
~ 1.11％。由于C、V含量降低，碳化物的总量减少，
使碳化物的不均匀性得到改善，淬火硬化状态的抗弯
强度和塑性提高了30％~ 50％，冲击韧度提高了
50％~ 100％，但淬火后硬度减少了2 ~ 3HRC。
②等温淬火工艺：淬火温度为870℃，等温温度
选择250 ~ 350℃，其性能见表1-34。
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5．抗冲击冷作模具钢 （2）耐冲击工具钢4CrW2Si钢
Hale Waihona Puke 耐冲击工具钢主要有铬钨硅系钢。铬钨硅系有三
个典型牌号，即4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si。
按GBl299 - 85标准，此类钢属于耐冲击工具钢，
7Cr7Mo2V2Si等。一般来说，在高速钢的基体成
分上添加少量其他元素，适当改变含碳量，以改善性
能适应某些要求的钢，也叫基体钢。
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6．高强韧性冷作模具钢 （1）6W6Mo5Cr4V（6W6）降碳高速钢
6W6钢又称低碳高速钢，是为了提高韧性而研
制出来的一种降碳降钒的低碳高速钢类型的冷作模具
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5．抗冲击冷作模具钢 （1）弹簧钢60Si2Mn钢
3）淬火及回火
①常规热处理工艺：淬火温度为840 ~ 870℃，
油冷，硬度为60 ~ 62HRC。回火温度为一般选
200 ~ 350℃，但必须避开300℃左右的回火脆性
区。回火温度与硬度的关系见表1-33。
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5．抗冲击冷作模具钢 （1）弹簧钢60Si2Mn钢
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5．抗冲击冷作模具钢 （2）耐冲击工具钢4CrW2Si钢
2）预备热处理
①锻后一般退火工艺：加热温度为800 ~
820℃，保温3 ~ 5 h，炉冷至550℃以下出炉空冷，
退火后硬度为179 ~ 217HBS，组织为粒状珠光体
+ 少量碳化物。
②高温回火：加热温度为710 ~ 740℃，保温
3 ~ 4 h，炉冷或空冷。目的为改善切削加工性能。
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5．抗冲击冷作模具钢 （2）耐冲击工具钢4CrW2Si钢
3）淬火及回火
①推荐的淬火工艺规范：加热温度为860 ~
900℃，油冷，硬度≥53HRC。
②推荐的回火工艺规范见表1-36。回火硬度与
温度的关系见表1-37。
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