第二章冷作模具钢

•应用场合：常用于制造截面不大而形状复杂的冷冲模，以及 各种量规、量具等。
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.3 高耐磨微变形冷作模具钢—高碳高铬钢
冷作模具钢类别 高耐磨微变形 钢号 Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1(D2),Cr4W2MoV,Cr6WV
钢种特点： 高合金冷作模具钢，应用量最广泛。热处理后变形小、耐 磨性高、承载力大，经常用于制造在高耐磨、微变形、高负荷 条件下工作的冷加工用模具。 但该类钢韧性较差，易出现崩刃、脆裂现象。正逐渐被新 研制的高韧性、高耐磨性冷Si2Mn
6W6,65Nb,LD,CH-1,GD,8Cr2MnWMoVS GM,ER5 YG15,YG20,YG25,DT 9Cr18,Cr18MoV,Cr14Mo,Cr14Mo4; 1Cr18Ni9Ti,5Cr21Mn9Ni4W,7Mn15
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.1 冷作模具钢的性能要求及分类 2.2.1低淬透性冷作模具钢
§2 冷作模具钢
能力目标
能够根据冷作模具的工作条件合理选用冷作模具钢 及制订热处理工艺.
知识目标 •冷作模具钢的性能要求及分类 •冷作模具钢性能及热处理要求 •冷作模具钢的选用 •冷作模具钢的锻造与基本热处理技术
§2 冷作模具钢
重点 •冷作模具钢的选用方法; •冷作模具钢的热处理工艺. 难点
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2.1 冷作模具钢的性能要求及分类
2.1.2 冷作模具的热处理工艺性
1. 淬透性和淬硬性 淬透性—减小变形开裂；心部硬度高。 淬硬性—耐磨性高，一般选高碳钢制造。 2. 耐回火性 耐回火性越高，钢的热硬性越高，韧性越好。 3. 过热敏感性 模具在加热过程中出现过热现象，会降低模具的韧性， 增加早期断裂的危险。
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2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.4 高强度、高耐磨冷作模具钢—高速钢
冷作模具钢类别 高强度高耐磨 钢号 W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2(M2),W12Mo3Cr4V3N
1）W18Cr4V（W18）钢： •性能特点：具有高硬度、高强度、高抗压性、高耐磨性和高 热稳定性等特点。切削加工性能较好。相当日本SKH2 •热处理工艺：淬火（ 1200～1240℃ ）+高回（ 560～ 580℃ ），二次硬化。硬度≥62HRC. •应用场合：适于制作具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性能 要求，承受高负荷，加工硬质材料的模具。如重载冲头、冷挤 压模具等。
冷作模具钢类别 低淬透性 钢号 T8A,T10A,8MnSi,Cr2,9Cr2,W,CrW5,GCr15
1）碳素工具钢T10A： •性能特点：加工性能好，热处理后有较高的硬度和耐磨性，
淬透性差（1.5～5mm），淬火时易开裂。相当
于日本钢SK4(JIS)
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.1低淬透性冷作模具钢
•冷作模具钢的性能 •冷作模具钢的选用方法
§2 冷作模具钢
项目任务: 为该冲压模具选择材料
§2 冷作模具钢
2.1 冷作模具钢的性能要求及分类
冷作模具是指在常温下完成对金属或非金属进行 塑性变形的模具，主要有冷冲裁模、冷挤压模、拉深 模、冷镦模等，模具在使用中受到压缩、拉伸、弯曲、 冲击、磨擦等机械力的作用，对模具钢的要求较高。
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.3 高耐磨微变形冷作模具钢—高碳高铬钢
冷作模具钢类别 高耐磨微变形 钢号 Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1(D2),Cr4W2MoV,Cr6WV
1）Cr12钢：
•热处理工艺： ①淬火(950～980℃),油冷+低回(180 ～200℃),避免回火脆性
寿命比碳素工具钢长.
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2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.2 低变形冷作模具钢—工具钢
冷作模具钢类别 低变形 钢号 CrWMn,9Mn2V,9CrWMn,MnCrWV,SiMnMo,9Mn2
1）CrWMn钢： •性能特点：高淬透性,与碳素工具钢相比,耐磨性、韧性、热 硬性、硬度更高。但刃部有剥落现象，易脆裂和 崩刃，影响模具寿命。相当于日本SKS31(JIS). •热处理工艺：淬火+低回；或双细化热处理。
2）Cr12Mo1V1(D2)钢： •性能特点：仿美国D2钢。强韧性、耐磨性优于Cr12MoV钢。 高温抗氧化性能好，淬火及抛光后抗蚀性能良好，热处理变形 小。 •热处理工艺：淬火，油冷或空冷+低回或高回，参考表2-28。 硬度60～65HRC.
•应用场合：宜制造各种要求高精度、长寿命的冷作模具、刀 具和量具。如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模等。
•应用场合：多用于制造拉丝模和冷镦模等模具。
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2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.2 低变形冷作模具钢—工具钢
冷作模具钢类别 低变形 钢号 CrWMn,9Mn2V,9CrWMn,MnCrWV,SiMnMo,9Mn2
•钢种特点：在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素,主要
作用是提高淬透性,减小淬火变形开裂倾向,使用
冷作模具钢类别 低淬透性 低变形 高耐磨微变形 高强度高耐磨 钢号 T8A,T10A,GCr15 CrWMn,9Mn2V,9CrWMn Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1,Cr4W2MoV,Cr6WV W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2
抗冲击
高强韧性 高耐磨、高强韧性 硬质合金 特殊用途
冷作模具钢类别 高耐磨微变形 钢号 Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1(D2),Cr4W2MoV,Cr6WV
3）Cr6WV钢： •性能特点：具有较好综合性能的新型中合金冷作模具钢，具 有良好的耐磨性和一定的冲击韧性。 •热处理工艺：淬火（ 950～970℃ ），油冷+低回（ 150～ 170℃ ）。硬度62～64HRC. •应用场合：具有广泛的用途。可以制造高强度、要求具有一 定耐磨性和冲击载荷的模具，如钻套、冲头、切边模、螺纹滚 模、量规等。
冷作模具钢类别 低淬透性 钢号 T8A,T10A,8MnSi,Cr2,9Cr2,W,CrW5,GCr15
•钢种特点：价格便宜，加工性能好，热处理后有较高的表 面硬度和耐磨性；但淬火时变形大，易开裂。
不宜制造精度要求高、形状复杂、承载力较大
的冷作模具。
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.1低淬透性冷作模具钢
•应用场合：适合制造各种精密量具、样板，也用于制造一般 要求、尺寸较小的冷作模具。
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.2 低变形冷作模具钢—工具钢
冷作模具钢类别 低变形 钢号 CrWMn,9Mn2V,9CrWMn,MnCrWV,SiMnMo,9Mn2
3）9CrWMn钢： •性能特点：和CrWMn钢性能相似。相当于美国O1、日本 SKS3. •热处理工艺：淬火（油冷）+低回（避免300℃左右，脆性最 大），硬度≥61HRC；或超细化处理-机加工等温淬火
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2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.3 高耐磨微变形冷作模具钢—高碳高铬钢 2）Cr12Mo1V1(D2)钢： 中国
Cr12Mo1V1
美国 D2
日本
德国
韩国 STD11
奥地利 K460
瑞典 XW-42
SKD11 GSW2379
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.3 高耐磨微变形冷作模具钢—高碳高铬钢
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.1低淬透性冷作模具钢
冷作模具钢类别 低淬透性 钢号 T8A,T10A,8MnSi,Cr2,9Cr2,W,CrW5,GCr15
2）轴承钢GCr15： •性能特点：与碳素工具钢相比，其淬透性、硬度、强度、 韧性和耐磨性要高，淬火开裂和变形倾向小。 相当于日本钢SUJ2(JIS) •热处理工艺：等温淬火+低温回火后，硬度HRC58～62(P42)
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2.1 冷作模具钢的性能要求及分类
2.1.2 冷作模具的热处理工艺性
4. 氧化脱碳倾向 严重降低模具的硬度、耐磨性和使用寿命。（真空热 处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等） 5. 淬火变形和开裂倾向 淬火后难修整，特别是形状复杂的精密模具。(选择微 变形钢)
§2 冷作模具钢
2.1 冷作模具钢的性能要求及分类 2.1.3冷作模具钢的分类
冷作模具种类多，形状结构差异性大，工作条件 和性能要求不一，因此要对模具钢的性能要求作分析。
§2 冷作模具钢
2.1 冷作模具钢的性能要求及分类 2.1.1 冷作模具的性能要求 1. 模具的耐磨性
表面与坯料之间的磨擦----模具硬度高于加工件硬
度30%～50%-----钢中含碳量一般在0.6%以上 2. 模具的韧性 冲击载荷较大时,需要高的韧性. 3. 模具的强度
•应用场合：主要用于制造要求变形小，形状复杂的轻载冲裁 模，轻载拉深、弯曲、翻边模。
§2 冷作模具钢
2.2 冷作模具钢性能及热处理要求 2.2.2 低变形冷作模具钢—工具钢
冷作模具钢类别 低变形 钢号 CrWMn,9Mn2V,9CrWMn,MnCrWV,SiMnMo,9Mn2
2）9Mn2V钢： •性能特点：高淬透性低合金工具钢。淬透性、淬硬性、强度、 耐回火性稍低于CrWMn,且具有明显的低温回火 脆性。相当于美国O2. •热处理工艺：淬火（油冷）+低回，硬度60～62HRC。
区275～375℃,硬度≥60HRC.
②等温淬火：提高模具的韧性，寿命可提高30%～50%。（表 2-24）
③固溶双细化热处理：提高模具韧性，模具寿命翻几番。
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