冷作模具材料和性能要求
冷作模具钢有哪些_冷作模具钢分类
冷作模具钢有哪些_冷作模具钢分类本文档由深圳机械展SIMM整理，详细介绍冷作模具钢。
冷作模具钢是应用最为广泛的一类模具钢，它的产量占据了模具钢产量的大半江山，包括各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金、钢结硬质合金、粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢，另外结构钢、锌合金、增强塑料也被用来制作冷作模具。
冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性、足够的强度和韧性、高的疲劳寿命、良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。
我们将常用的冷作模具钢做一个基本的分类：碳素工具钢、高碳低合金钢模具钢切削、热处理碳素工具钢：常见的包括7种，分别是T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13。
碳素工具钢中的碳的含量在0.7%-1.3%范围内，原料来源普遍，因此价格便宜。
另外它的加工性能良好，淬火温度低，而且热处理后具有较高的表面硬度和较好的耐磨性。
（碳元素能增强钢的硬度）高碳低合金钢：常见的包括21种，分别是9SiCr、9Mn2V、9CrWMn、CrWMn、DS、GCr15、Gr2、60Si2Mn、8Cr2MnWMoV5、GD、Cr2Mn2SiWMoV、W、4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、8MnSi、6SiMnV、CH-1、6CrMnSi2MoV、5Cr3Mn1SiMo1V、Cr06。
高碳低合金钢种碳的含量一般都较高（≥0.6%），它在碳素工具钢的基础上加入适量的Cr、Ni、Mo、Ti、W、V、Si、Mn等合金元素冶炼而成，合金元素的总质量分数在5%以下。
这些合金元素的加入提高了钢的过冷奥氏体的稳定性，钢的淬透性也大幅提升；另外一些合金元素也使得淬火冷却的速度提高，减少了淬火热应力和组织应力，防止淬火变形和淬火开裂倾向。
高耐磨冷作模具钢：高耐磨冷作模具钢一般是高碳高铬钢，是一种高合金冷作模具钢，应用最为广泛，包括有LD-1、LD-2、Cr12、Cr12Mo1V1、Cr12MoV、Cr12Mo、Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr12V、ER5、GM、Cr5Mo1V、Cr12W等常见的13种。
cr12mov是什么材料
cr12mov是什么材料CR12MOV是一种优质的冷作模具钢，具有优良的耐磨性和切削性能。
它通常用于制造冲模、模具和切削工具等应用领域。
下面我们将详细介绍CR12MOV的材料特性、应用范围以及加工工艺等方面的知识。
首先，CR12MOV是一种具有高碳和高铬成分的合金工具钢。
它的化学成分主要包括，碳（C）1.40-1.60%，硅（Si）≤0.40%，锰（Mn）≤0.40%，磷（P）≤0.03%，硫（S）≤0.03%，铬（Cr）11.00-13.00%，钼（Mo）0.70-1.20%，钒（V）≤0.30%。
这些成分使得CR12MOV具有优异的硬度、耐磨性和切削性能，适合用于制造要求高精度和耐磨的模具和刀具。
其次，CR12MOV的应用范围非常广泛。
它常被用于制造冲模、模具、切削刀具、冷剪刀、热剪刀、冲压模具、热挤压模具等工业领域。
由于其优异的耐磨性和切削性能，CR12MOV常被用于加工金属材料，如不锈钢、铝合金、铜合金等。
在一些对模具寿命和加工精度要求较高的场合，CR12MOV更是备受青睐。
此外，CR12MOV的加工工艺也非常重要。
在进行CR12MOV的加工时，需要选择合适的刀具材料和切削参数，以确保加工效率和加工质量。
对于CR12MOV的热处理也至关重要，常见的热处理工艺包括固溶退火、调质处理和表面渗碳处理等。
这些工艺可以有效提高CR12MOV的硬度和耐磨性，延长其使用寿命。
总的来说，CR12MOV是一种优质的冷作模具钢，具有优异的材料特性和广泛的应用范围。
在实际应用中，我们需要根据具体的加工要求和工艺条件，合理选择和处理CR12MOV材料，以发挥其最佳的性能。
希望本文对CR12MOV材料有所了解，并能为相关行业的从业人员提供一些参考和帮助。
机械设计与制造《冷作模具材料》
单元一教案课题：冷作模具钢的性能及其热处理课号：14498教学目标（以能力描述的目标）：通过本情境的学习，使学生掌握常用冷作模具钢的分类、性能、选用方法、热处理方法。
重点与难点冷作模具材料性能和选用方法教学设计：讲授法、引导文法、案例教学法等教学媒介：多媒体、课件、投影仪、黑板、案例学习任务与学习成果：冷作模具材料的分类和使用方法（原则）课时分配：授课班次：课程执行情况：知识传授从知识体系到工作过程导向转换，学生需要一定的适应过程，相比来说比较好的是学生能对所有模具材料分类有一个清楚的了解。
热处理工艺：1100～1150℃淬火，530～570℃回火；性能：具有高硬度，又具有较好的韧性；回火硬度HRC57～63；组织：回火马氏体十残余碳化物；应用：制造冷锻、冷冲、冷压、冷弯等承受冲击、弯曲应力较大，又要求耐磨损的各类冷作模具。
ⅳd、Cr8MoWV3Si，代号ER5：性能：具有较高强韧性的同时，又具有突出好的耐磨性。
组织：弥散析出的特殊碳化物，是ER5比Crl2系钢具有更高强韧性和耐磨性的重要原因。
应用：适用于制造承受冲击力较大，冲击速度较高的精密冷冲，重载冷冲以及要求高耐磨的其他冷作模具。
ⅴe、9Cr6W3Mo2V2，代号GM：性能：高耐磨；较高的强韧性和良好的冷热加工性能；组织：通过Cr、W、Mo、V等合理配比，具有最佳的二次硬化能力。
应用：适用于制造冲裁、冷挤、冷锻、冷剪、高强度螺栓滚丝轮等精密、高耐磨冷作模具。
（2）高速钢基体钢组织：具有正常淬火高速工具钢的基本成份，并允许钢中保留5％左右的过剩碳化物，另外再适当增加或减少某些元素的含量；此类钢有效地解决了高速钢碳化物不均匀分布和韧性较差的问题。
dc53材料
dc53材料DC53材料是一种冷作模具钢，由于其具有高强度、高硬度、优异的耐磨性、优良的热传导性和较高的耐蚀性，被广泛应用于模具制造领域。
下面将对DC53材料的特点、加工性能、应用领域和优缺点进行详细介绍。
DC53材料的特点：1. 高硬度：DC53材料经过热处理后，可达到60-62 HRC的硬度，能够满足高要求的模具加工需求。
2. 优异的耐磨性：DC53材料含有较高的铬、钼等合金元素，能够提供良好的耐磨性能，延长模具的使用寿命。
3. 高强度：DC53材料具有很高的抗拉强度和屈服强度，能够抵抗压力和冲击载荷，提高模具的稳定性和可靠性。
4. 良好的热传导性：DC53材料具有较高的热导率，有利于快速散热，减少加工时的热损失，提高工作效率。
5. 较高的耐蚀性：DC53材料能够抵抗酸、碱、油等腐蚀介质的侵蚀，减少模具表面的腐蚀与磨损。
DC53材料的加工性能：1. 可加工性好：DC53材料的热处理工艺相对简单，可与其他模具钢进行共同热处理，且不易发生变性和变质。
2. 可高精度加工：DC53材料的冷作性好，能够实现高精度的切削和加工，减少后续的修磨工序。
3. 较高的切削速度：DC53材料具有良好的切削性能，可适应较高的切削速度，提高加工效率。
DC53材料的应用领域：1. 冲模：DC53材料的高硬度和优异的耐磨性，使其成为制造冲模的理想选择，能够抵抗冲击载荷和长时间的磨损。
2. 塑料模具：由于DC53材料具有良好的耐腐蚀性和优秀的加工性能，使其广泛应用于塑料模具的生产中。
3. 压铸模具：DC53材料的高强度和硬度，能够抵抗高温和高压的冲击，提高压铸模具的使用寿命。
4. 热压模具：DC53材料具有良好的热传导性，能够保持均匀的温度分布，提高热压模具的加工质量和效率。
DC53材料的优缺点：优点：1. 高硬度和优异的耐磨性，能够延长模具的使用寿命。
2. 良好的热传导性和高强度，提高模具的稳定性和效率。
3. 较高的耐蚀性，减少模具表面的腐蚀与磨损。
51cr4v材料标准号
51Cr4V是一种常用的工具钢材料，其标准号为GB/T 1299-2000。
本文将详细介绍该材料的基本信息、化学成分、机械性能、加工性能以及应用领域等方面的内容。
一、基本信息51Cr4V是一种低合金冷作模具钢，属于国内标准GB/T 1299-2000中规定的材料之一。
该材料主要用于制造冷作模具、冲压模具和切削工具等工业领域。
它具有优良的硬度、耐磨性和抗疲劳性能，因此在各种工具制造领域得到广泛应用。
二、化学成分51Cr4V材料的化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铬(Cr)、钒(V)等元素。
其中，碳含量一般在0.48-0.55%之间，硅含量不超过0.40%，锰含量不超过0.50%，磷和硫的含量分别控制在0.035%以下。
铬和钒是该材料的合金元素，可以提高其硬度和耐磨性。
三、机械性能51Cr4V材料的机械性能是评价其品质优劣的重要指标之一。
通常情况下，该材料的硬度在HRC58-62之间，屈服强度为≥1470 MPa，抗拉强度为≥1670 MPa，延伸率为≥8%。
这些性能指标使得51Cr4V 具有出色的切削性能、耐磨性和抗疲劳性能，适合用于制造高负荷、高温度工况下的工具。
四、加工性能51Cr4V材料具有较好的可加工性，适合进行冷作、热处理和表面处理等工艺。
在冷作过程中，该材料的变形硬化速率较低，容易获得理想的尺寸精度和表面质量。
热处理方面，常见的处理方法包括淬火和回火，以提高材料的硬度和强度。
此外，51Cr4V材料还可以通过镀铜、镀镍等表面处理方式，改善其耐腐蚀性和表面光洁度。
五、应用领域51Cr4V材料由于其出色的机械性能和加工性能，在多个领域得到广泛应用。
首先，在模具制造领域，该材料常用于制造冷作模具和冲压模具，如冲头、模座等，以满足对高硬度、耐磨性和抗疲劳性能的要求。
其次，在切削工具制造领域，51Cr4V材料常用于制造高速钢刀具、铣刀、车刀等，以实现高效、精确的切削加工。
冷作模具材料性能分析及其选用
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冷作 模 具材 料 性 能分析 及 其 选 用 水
吴华春 李名 尧 董黎涛 朱香利 （ 上海 工程技术大学 材 料工程学 院 ， 上海 ２ １ ２ ） ０ ０ ６
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冷作模具材料
2.高碳低合金钢(CrWMn钢)
(1)化学成分
CrWMn钢的临界点:Ac1≈750℃，Accm≈940℃，Ar1≈710℃，Ms≈255℃ 。
(2)力学性能 CrWMn钢具有高淬透性，由于钨形成碳化物，所以这种钢在淬火及低温 回火后具有比铬钢和9SiCr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度及耐磨性，如 图6-5～图6-7所示。
理论带来新的革命。
编辑本段现代中医史（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎 df6） ④轴心 时代中 、西医 学的峰 巅之作 。雅斯 贝而斯 曾说： “如果 历史有 一个轴 心，那 么我们 就必须 将这轴 心作为 一系列 对全部 人类都 有意义 的事件 ，…… 发生于 公元前800至200年间 的这种 精神历 程似乎 构成了 这样一 个轴心 。
4.冷作模具用高速钢(W6Mo5Cr4V2钢) (1)化学成分；(2)力学性能；(3)工艺性能；(4)使用范围。 ①锻造工艺: ②退火工艺: ●锻后退火:加热温度为840～860℃，保温2～4 h，缓慢 冷却到500℃以下出炉空冷或 炉冷到室温，硬度≤285HBS。 ●锻后等温退火:加热温度为840～860℃，保温2～4 h;炉 冷至740～760℃，保温4～6 h，炉冷到500℃以下出炉空冷， 硬度≤255HBS。 ③淬火工艺:W6Mo5Cr4V2钢的淬火工艺见表6-13。 ④回火工艺: 高速钢必须经过三次以上的回火，其原因主要是前次回火 冷却过程中残余奥氏体转变成“淬火”马氏体，必须经再次回 火才能消除前次回火时产生的组织应力，经三次回火后残余奥 氏体体积分数才降到2%～3%，硬度达到64HRC以上。
图6-5 CrWMn钢力学 性能与淬火温度的关系
图6-6 CrWMn钢硬度 与淬火温度的关系
图6-7 CrWMn钢硬 度与回火温度的关系
第2章冷作模具材料
T10钢的淬火温度对强韧性的影响
T10钢的淬火温度对淬透性的影响
碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，在低温区(150～ 200℃)回火，硬度下降不多，当回火温度超过200℃时，硬度才明显下 降。
碳素工具钢的力学性能与回火温度的关系，当回火温度为220～ 250℃时抗弯强度达到极大值，可是碳素工具钢在200～250℃回火时， 会产生回火脆性，导致韧性下降，因此韧性要求较高的碳素工具钢应避 免在此温度回火。而承受弯曲及抗压载荷的碳素工具钢仍可采用220～ 280℃回火，以获得高抗弯强度，提高模具的使用寿命。
（1）力学性能 9Mn2V钢的碳化物量比CrWMn钢少，颗粒较大， 耐磨性不及CrWMn钢，但仍比T10钢的耐磨性高6—7倍。锰使钢 的Ms点下降，淬火后残留奥氏体较多，尤甚于CrWMn钢，因此 淬火变形比CrWMn钢还小，但其尺寸稳定性不及CrWMn钢。 9Mn2V钢的淬透性接近9SiCr钢，低于CrWMn钢； 缺点: 回火稳定性较差，几乎与碳素工具钢相近。
• T10钢在淬火加热（温度达800℃）时不致过热，仍能 保持细晶粒组织。淬火后钢中未溶的过剩碳化物，所 以具有较T8钢为高的耐模性，适于制造切削刀口在工 作时不变热的工具，如加工木材工具、手用横锯、手 用细木工锯、机用细木工具、麻花钻、拉丝模、冲模 、冷墩模、小尺寸断面均匀的冷切边冲孔模、低精度 的形状简单的卡板、钳工刮刀、锉刀等。
1.2510材料标准
1.2510材料标准
1.2510是一种冷作模具钢，也被称为O1钢。
以下是对1.2510材料的一些标准介绍：
1. AISI标准：
* 1.2510是美国铁合金协会（AISI）的命名，按照AISI的分类体系，它属于冷作模具钢的一种。
2. DIN标准：
* 在德国标准（DIN）体系中，1.2510对应于DIN标准的材料号1.2510，被命名为“100MnCrW4”。
3. 化学成分：
* 1.2510的典型化学成分包括碳（C）、锰（Mn）、铬（Cr）、钨（W）等元素。
化学成分的精确比例可能根据制造商而有所不同。
4. 特性：
* 1.2510是一种具有良好淬透性、硬度和耐磨性的冷作模具钢。
它在淬火后能够达到高硬度，适用于制造刀具、冲模、冷冲模等。
5. 热处理：
* 1.2510钢可以通过适当的热处理来获得所需的力学性能。
常见的热处理包括淬火和回火，以达到所需的硬度和韧性。
6. 应用领域：
* 1.2510常用于制造冷作刀具、冲模、刮板、冲头等，尤其适用于要求高硬度和良好切削性能的工具制造。
需要注意的是，具体的材料标准和性能指标可能根据不同的国家和制造商而有所差异。
在使用1.2510材料时，建议参考具体的制造商提供的技术规格和数据表。
1。
9Mn2V钢材
9Mn2V钢材简介：合金工具钢：9Mn2V标准：GB/T 1299-1985●特性及适用范围：冷作模具钢，是具有比碳素工具钢有较好的综合机械性能的低合金工具。
具有较高的硬度和耐磨性，淬透性也较好，淬火时变形小。
适于制作小型冷作模具，特别适用制作各种要求变形小、耐磨性高的精密量具(如样板、块规、量规等) 以及精密丝杆、磨床主轴等。
●化学成份：碳 C ：0.85～0.95硅 Si：≤0.40锰 Mn：1.70～2.00硫 S ：≤0.030磷 P ：≤0.030镍 Ni：允许残余含量≤0.25铜 Cu：允许残余含量≤0.30钒 V ：0.10～0.25●力学性能：硬度：退火,≤229HB,压痕直径≥4.0mm;淬火,≥62HRC●热处理规范及金相组织：热处理规范：淬火,780～810℃油冷。
●交货状态：钢材以退火状态交货。
9mn2v钢材使用中的别称：9mn2v 钢材 9mn2v9mn2v 模具钢 9mn2v9mn2v 特殊钢 9mn2v9mn2v 模具钢材 9mn2v9mn2v 模具材料 9mn2v9mn2v 特宝金属 9mn2v9mn2v 圆棒 9mn2v9mn2v 特宝钢材 9mn2v9mn2v 国产钢材 9mn2v9mn2v 冲压钢 9mn2v9mn2v 家具装潢材料 9mn2v9mn2v 冷作模具钢 9mn2v9mn2v常见问题解答：9mn2v 是什么材料？解答：冷作模具钢【1】9mn2v 热处理硬度？解答： HRC55-60最适合状态【2】9mn2v 出厂状态解答： HB180-250 【3】9mn2v 产地厂家解答：东北特钢、宝钢、长城特钢【4】9mn2v 板材规格有？解答：板材、锻板、板块、板料【5】9mn2v 圆棒规格有？解答：圆棒、圆钢、圆料、锻圆【6】9mn2v 销售公司？解答：特宝金属【7】9mn2v 热处理现货？解答：有热处理过的硬料熟料！【8】9mn2v 性能说明？解答：高韧性、耐磨、耐高温等【9】9mn2v 特性说明？解答：耐磨、耐腐蚀、耐冲击力【10】9mn2v 应用范围？解答：家具类、模具类别js-tebao 【11】9mn2v 热处理工艺？解答：真空热处理、深冷回火【12】9mn2v具体应用范围：冲头料、家具、模具、配件、冷作模具钢等9mn2v库存规格明细【特宝金属】9mn2v 板材规格：厚6-60mm9mn2v 板材规格：厚60-100mm9mn2v 板材规格：厚100-150mm9mn2v 板材规格：厚150-200mm9mn2v 板材规格：厚200-250mm9mn2v 板材规格：厚250-300mm9mn2v 圆棒规格：直径6-50mm9mn2v 圆棒规格：直径50-100mm9mn2v 圆棒规格：直径100-200mm9mn2v 圆棒规格：直径200-500mm供应单位：昆山特宝金属材料有限公司。
skd11是什么材料
skd11是什么材料
SKD11是一种冷作模具钢，其主要成分包括碳(C)、硅(Si)、
锰(Mn)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)和铁(Fe)等元素。
SKD11材料具有优异的切削加工性能和硬度，因此在制造模具、冷剪刀、冷模具等工业领域得到广泛应用。
下面将介绍SKD11材料的详细特点。
1. 高硬度和耐磨性：SKD11材料具有优异的硬度，可以通过
热处理工艺进一步提高其硬度，从而提高模具的使用寿命。
它还具有出色的耐磨性，适用于加工耐磨性较高的工件。
2. 优异的切削加工性能：SKD11材料具有良好的切削加工性能，可以进行高效的切削加工，并能够获得高精度的加工表面。
它还具有良好的热导性，可以保持较低的加工温度，减少热变形和热裂纹的风险。
3. 良好的尺寸稳定性：SKD11材料具有较低的热膨胀系数和
热变形能力，使其在高温环境下具有出色的尺寸稳定性。
这使得SKD11材料非常适合用于加工高精度模具。
4. 优异的冷变形能力：由于SKD11材料具有良好的冷加工性能，可以在室温下进行冷拔、冷轧、冷镦等冷变形工艺，从而获得较高的强度和硬度，并且不会出现明显的变形和裂纹。
总之，SKD11是一种具有高硬度、耐磨性和切削加工性能优
越的冷作模具钢。
它广泛应用于模具制造、冷剪刀、冷模具等工业领域，可以提高生产效率和产品质量。
冷作模具钢的性能概述
冷作模具钢的性能概述1.硬度：冷作模具钢的硬度高，能够保持在高温下保持其原有的硬度。
这对于冲压模具、剪切模具等需要经受高强度冲击和压力的模具非常重要。
2.耐磨性：冷作模具钢具有良好的耐磨性，能够承受长时间的磨损而不失去其形状和功能。
这使得冷作模具在长时间的使用中保持高精度和稳定性。
3.耐蚀性：冷作模具钢具有良好的耐腐蚀性，能够在恶劣的工作环境下抵御腐蚀和氧化。
这使得冷作模具能够在高湿度、酸性或碱性环境中工作。
4.耐热性：冷作模具钢表现出良好的耐高温性能，能够在高温下保持其原有的硬度和机械强度。
这使得冷作模具能够顺利应对高温冲击和变形，延长使用寿命。
5.可塑性：尽管冷作模具钢在高温下保持硬度，但它仍然具有良好的可塑性，能够通过加工和冷却过程中的塑性变形快速形成所需形状。
这使得冷作模具钢能够制造出复杂的模具结构。
6.导热性：冷作模具钢具有良好的导热性，能够快速传递热量，使模具在加工过程中能够更好地散热。
这对于冲压、剪切等高速加工操作非常重要，可以减少模具和工件的热变形，提高加工效率和质量。
7.韧性：冷作模具钢具有较高的韧性，能够在冲击和振动加载下保持稳定的性能。
这对于冷作模具的使用寿命和安全性非常重要。
总之，冷作模具钢是一种重要的材料，提供了耐磨、硬度高、耐蚀、耐热等良好的性能。
它的应用范围广泛，从汽车零部件到电子产品，从塑料制品到家具制造都有着重要的作用。
随着科技的进步和工业的发展，对冷作模具钢性能的需求也在不断提高。
未来，随着新材料和制造技术的涌现，冷作模具钢有望进一步提升其性能，满足不同行业对高品质模具的需求。
冷作模具钢与热作模具钢的区别
冷作模具钢与热作模具钢的区别一、冷作模具钢冷作模具钢包括制造冲截用的模具（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化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。
下面结合有关钢种选用进一步说明。
2.钢种选择通常接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像模等。
（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。
冷作模具材料
第三章 冷作模具材料
主要内容
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§3.1 冷作模具材料的性能要求 §3.2 冷作模具材料及其热加工工艺 §3.3 冷作模具的选材
3.1.1 冷作模具的服役条件
1、冷作模具的工况条件 工作温度<200~300℃
冷冲裁
冷冲压
压印
冷镦
冷挤压Leabharlann 冷拉深螺纹压制粉末压制
……
2、冷作模具的受力特点
拉伸应力 冲击应力 疲劳载荷
5
5
Cr2 0.95~1.10 ≤0.40
≤0.40 1.30~1.65 ≈730 ≈900 ≈700 (Accm)
注：*顺序1→5，表示性能由低→高。
≈240
3.2.1 低淬透性冷作模具钢
11
1、特点 (1) 成分、组织特点
C含量0.7~1.7%，合金元素含量≤2%。 除T7、T8钢为亚共析钢和共析钢外，其余均过共析钢。 Cr2和T12钢对锻后冷却速度较敏感，易出现网状碳化物。
冷作模具钢的分类
9
1. 低淬透性冷作模具钢：T8A、T10A、T12A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、GCr15、 CrW5
2. 低变形冷作模具钢：CrWMn、9Mn2V、9CrWMn、9Mn2、MnCr2V、SiMnMo
3. 高耐磨微变形冷作模具钢：Cr12（美D3）、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（美D2）、 Cr12W（日SKD2）、Cr12V、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12Mn2SiWMoV、 Cr6W3Mo2.5V2.5
碳素工具钢硬度与回火温度的关系
3.2.1 低淬透性冷作模具钢
② 高的强度（屈服强度、拉伸强度、抗压强度、抗弯强度），以保证 冷作模具工作过程中具有高的抵抗变形和断裂的能力。
模具材料的韧性
冷作模具在工作时，表面与坯料之间产生许 多次摩擦，模具必须在这种情况下仍能保持 较低的表面粗糙度值和较高的尺寸精度，以 防早期失效。
由于模具材料的硬度和组织是影响模具耐磨 性能的重要因素，因此为了提高冷作模具的 抗磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬 度30％～50％，材料的组织为回火马氏体或 下贝氏体，其上分布均匀、细小的粒状碳化 物。要达此目的，钢中碳的质量分数一般都 在0.60％以上。
显洛氏硬度计等
洛氏硬度试验原理示意图
洛氏硬度试验机
维氏硬度试验原理示意图
布氏硬度试验原理示意图
布氏硬度试验机
§1－ 2 模具材料的耐磨性
模具在工作中承受很大的摩擦，从而导致模具工作 面磨损。所以，耐磨性能是衡量模具使用寿命的重 要指标。
模具的磨损形式很复杂，主要有磨粒磨损、粘着磨 损、氧化磨损和疲劳磨损等。如冷作模具的磨损形 式通常是磨粒磨损和粘着磨损，而热作模具的磨损 形式主要是氧化磨损。
1－1 模具材料的硬度和热硬性
硬度是衡量材料软硬程度的性能指标。作为成形用 的模具应具有足够高的硬度，才能确保使用性能和 使用寿命。如冷作模具一般硬度在52~60HRC范围 内，而热作模具硬度一般在40~52HRC范围内。
硬度实际上是一种综合的力学性能，通过硬度可以 间接地反映零件的强度、塑性、韧性、疲劳抗力和 耐磨性等力学性能指标。因此，模具材料的各种性 能要求，在图样上只通过标注硬度来表示。
热作模具的工作条件是反复受热受冷， 在反复热应力作用下，模具表面会形成 网状裂纹(龟裂)，这种现象称为热疲劳， 这是热作模具失效的主要原因之一。因 此热作模具材料必须具备良好的热疲劳 性，这是对热作模具材料的基本要求。
强度和冲击实训:
cr12材料
cr12材料CR12材料是一种高硬度、高耐磨、高强度和高温稳定性的冷作模具钢。
CR12材料在模具制造行业中得到广泛应用，特别是用于制造冷拔模、切割模和冷冲模等。
下面将对CR12材料的特点、应用以及一些注意事项进行详细介绍。
首先，CR12材料具有极高的硬度和耐磨性。
它的硬度可以达到60-62HRC，比普通碳钢高出很多。
同时，CR12材料的耐磨性也非常出色，能够在高压、高温和高速工况下长时间保持良好的工作状态，减少刀具磨损和失效的情况。
这使得CR12材料非常适合用于制造大批量零件的模具。
其次，CR12材料还具有很高的强度和耐冲击性。
它的强度比普通碳钢高出30-50%，能够承受较大的工作负荷和冲击载荷。
这使得CR12材料在冷冲模具和切割模具中能够承受更高的工作压力和冲击力，保证模具具有更长的使用寿命。
此外，CR12材料还具有优异的高温稳定性。
它可以在高温环境下长时间工作而不发生变形和失效。
这使得CR12材料非常适合用于制造冷拔模，因为冷拔过程需要在高温下进行，要求模具能够保持其形状和尺寸的稳定性。
在CR12材料的应用中，需要注意的几个问题。
首先是CR12材料的热处理。
为了提高CR12材料的硬度和耐磨性，需要进行适当的热处理，例如淬火和回火。
这样可以使得CR12材料达到理想的硬度和耐磨性，保证模具的使用寿命。
其次是CR12材料的刀片刃磨。
在使用CR12材料制造的切削模具中，刀片的刃磨十分重要。
刃磨要求刀片具有一定的刃角和刃间距，以保证良好的切削效果和切削质量。
此外，刀片的刃磨要求精确，以保证模具的尺寸和形状的精度。
总之，CR12材料是一种优秀的冷作模具钢，具有高硬度、高耐磨性、高强度和高温稳定性等特点。
它广泛应用于模具制造行业，特别是冷拔模、切割模和冷冲模等领域。
使用CR12材料制造的模具能够具有较长的使用寿命和稳定的工作性能，提高生产效率和产品质量。
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。
常用冷作模具材料的选用及其发展
１ 冷 作 模 具 材 料 的 性 能要 求
冷 作 模 具 是 在 常 温 下 对 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
Ｎｉ ａｏ ｕ ｅ Ｘｉ ｗ
（ ｅ ａｔ ｎ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅｉ ， ｕ ａ ｏ ａｉ ａ Ｃ ｌｇ ｆ ａｌ ｙＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｄ ｐｒ ｍｅ ｔ ｈ ｎ ａ Ｅ ｇｎ ｒ ｇ Ｈ ｎ ｎＶ ｃ ｔ ｎ ｌ ｏｌ ｅｏ ｉ ｅ ｈ ｏ ｙ ｏ Ｍｅ ｃ ｅ ｎ ｏ ｅ Ｒ ｗａ ｏ Ｚ ｕ ｈ ｕ １ ０ ０ Ｈ ｎ ｎ Ｃｈ ａ ｈｚ ｏ ０ ， ｕ ａ ， ｉ ） ４２ ｎ
冷作模 具 一般用 于制 造冷 冲压 模 （ 裁模 、 冲
较 低 的粗 糙 度 ，不发 生 粘 附 磨损 和 擦 伤 。
弯 曲模 、 拉 伸 模 、缩 口模 、 扩 口模 、校 正 模 等 ） 、 冷 镦 模 、 冷挤 压 模 、冷 滚 压 模 （ 丝板 、滚 丝 模 、 搓 滚齿纹模等 ） 、拉 拔 模 等 。冷 作模 具使 用 温 度 一 般 在 ３ ０ 以 下 ， 因 此 对 模 具 材 料 的 高 温 性 能 没 有 ０℃
常用冷 作模 具材料 的选 用及其 发展
聂小武 （ 南铁路科技职业技术学院 机械工程 系，湖 南 株洲 ４ ２ ０ ） 湖 １ ００
摘要 ：介绍 了我 国近年来冷作模具材料 的研制和应 用发展 ，以及常用冷作模具材料 的牌 号、化 学成分 、性 能和用途，并对我 国冷作模具材料今后 的发展提 出了一些建议 。 关键词：冷作模具材料 ；性 能；应 用
浅析现代冷作模具材料的选用
表 １ 常用弯 曲模 、 拉深模 与 成 型 模 具 对 钢 性 能 的 要 求及 材 料 选 用
拉 深模 、 曲模和 冷 挤 压 模 都 属 于 此 类 模 具 ， 类 弯 这 模 具 的作 用 是 使 板 材 或棒 材 延 伸 并 被 压 制成 所 需 要 的 形状 ， 工作 时 受载 较 轻 ， 但模 具 表面 受 到 的摩 擦 力较 大 。 其 中 ， 模 主 要 受 到径 向张 力 的 作用 ， 凹 凸模 主 要 受 到轴 向压 缩 力和 摩擦 力 的作 用 。 成 型 模 具 的主 要 失效 形 式是 磨 损 ， 冷拔 模 具 除 了 而 严 重 的磨 损 以外 ， 会 产 生 胶 合 现象 ， 因是 在温 度 和 还 原 压 力 的作 用 下 ， 模腔 局 部表 面 与 坯 料 发 生焊 合 ， 小块 使 坯 料 附在 模 腔 表 面 ， 成 坚 硬 的 小瘤 ， 们 将 使制 品表 形 它 冲 裁模 具 的正 常 失效形 式 主要 是磨 损 ， 过一 段 时 间的 使用 ， 经 面 产 生划 痕 和擦 伤 。 因此 ， 冷拔 模 具 的性能 要 求主 要是 具有 较 高的 刃 口会逐 渐变 得 圆钝 。 当磨 损到 一定 程度 时 ， 裁件 则产 生 毛刺 而 冲 耐磨性， 凸模 硬 度 一般 要 求 是 ５ －６ Ｒ ， 模硬 度 要 求 是 ６ ～ 影 响制 件 质量 。 于 上述 分析 ， 裁模 具 用钢 的 主要 性 能要 求应 满 ８ ２Ｈ Ｃ 凹 ２ 基 冲 ６ ＲＣ 并 且还 要 具 有 良好 的抗 咬 合性 。而成 型 模具 的耐 磨性 要 足 高 硬度 和高 耐磨 性 ， 时应 具有 足够 的抗 压 、 ４Ｈ ， 同 抗弯 强 度 以及 适 当 求 比较 低 ， 常 凸模 的硬 度 要 求 为 ５ ￣５ Ｒ ， 模 的硬 度 要 求 的韧性 。由于 被冲 裁板 料 的厚 度 不 同， 通 ４ ８ Ｃ凹 Ｈ 其性 能 要求 也有 所 差异 。以 为 ５ ￣６ Ｒ ， ６ ０Ｈ Ｃ 但它 对韧 性 要求 较高 。冷 挤 压模 由于工 作 时要 承 冲 制 板 厚 小于 或 等 于 １ ｉ 为主 的 薄板 冲 裁 模 具 的性 能 要 求 是 ．ｍｌ ５ ｌ 受很 大 的 ３向不 均匀 单位 压 力 ，同时 在冷 挤 压过 程 中工 件 的温 度 高 耐 磨性和 高 精度 ； 对于 以冲 制板 厚 大于 １ ａ 为 主 的 厚板 冲 而 ．ｒ ｌ ５ｅ 可高 达 ３ ０℃ ，因此其 不但 要 求有 较 高 的硬 度 、耐 磨性 和 抗压 强 裁 模 来说 ， 性能 要求 除高 耐 磨性 以外 ， 必须 具有 良好 的韧 性 。 ０ 其 还 度， 同时 还应 有较 高 的韧 性 、 一定 的耐 热 疲劳 性及 足够 的抗 回火 稳
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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
1）锻造 加热：1100~1150℃，始锻：1050~1100℃
热处理工艺性
①淬透性 ：获得淬硬层深度
②回火稳定性：模具钢受热软化的能力
③脱碳倾向、过热敏感性
④淬火变形开裂倾向
三、冷作模具材料的成分特点
1、钢的含量
对高耐磨的冷作模具：0.7%~2.3%C
对高强韧性冷作模具：0.5%~0.7%C
2、合金化特点 加入强碳化物形成元素和增加淬透性的元素
主要合金元素的作用：
① 低淬透性冷作模具钢 ② 低变形冷作模具钢 ③ 高耐磨微变形冷作模具钢 ④ 抗冲击冷作模具钢 ⑤ 高强韧性冷作模具钢 ⑥ 高耐磨、高韧性冷作模具钢 ⑦ 特殊用途冷作模具钢
一、低淬透性冷作模具钢
（一）碳素工具钢
1、主要性能特点 优点：价格便宜，来源方便，较高的硬度，
一定的耐磨性，易于锻造，易于软化。 缺点：淬透性差，淬火易于变形、开裂 ，
GCr15钢的锻造性能较好，工艺规程一般是： 加热温度：1050~1100℃ 始锻温度：1020~1080℃ 终锻温度：850℃，锻后缓冷。
锻造工艺不当，碳化物将出现不良分布。
2)球化退火与正火
锻后采用等温球化退火：
加热温度：770~790℃，保温2~4h。 等温温度：690~720℃，等温4~6h。 退火后硬度：217~255HBW。 锻后若出现网状、条状碳化物，在退火前必须正火。
碳素工具钢只适宜制作尺寸较小、形
状简单受载轻、生产批量不大的模具。
如：T7-轻载小型冷作模，T8-拉深模，T10-冷 镦模，T12-拉丝、切边模
（二）GCr15钢
1、主要性能特点 GCr15钢是专用轴承钢，冶金质量较高，与碳工钢相比： 硬度高，耐磨性好 接触疲劳强度高 淬透性高，淬、回火变形开裂倾向小 回火稳定性高，有较高的强韧性 使用寿命大幅提高 2、热加工工艺
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
具体冷却方法及适用范围见表2-7。
综合两图分析：普通淬火温度820~840℃油冷适宜， 硬度可达63~65HRC。
图2~8为CrWMn钢普通淬火与等温淬火的力学性能比
较。
由图可见：要求高韧性的模具，采
用等温淬火合适。
图2~9、2~10、2~11为 CrWMn钢回火温度与力学性能的关系。
图2~8
由图可见CrWMn 钢回火温度 160~200℃合适
回火温度选择
淬火后应及时回火，回火温度根据性能要 求而定。图2-3所示为碳素工具钢的力学性能 与回火温度的关系。
综合分析，回火温度确定如下：
硬度要求较高时，宜采用 150~200℃回火。
抗弯强度要求较高时，宜采用 220~280℃回火
图2-3
回火时间 1~2小时 回火冷却 油冷或硝盐浴
3、应用范围
淬透性 锰 减小变形 硅
有回火脆
淬透性 回火稳定性 屈服强度 过热脱碳倾向大
淬透性
强度和韧性
铬 抗氧化性 耐磨性
镍 淬透性 耐蚀性
有回火脆性
有回火脆
钼、钨、钒：属强碳化物形成元素，具有二次 硬化效果，对提高钢的回火稳定性、耐磨性、耐热 性都具有显著作用。
第二节 冷作模具材料及热处理规范
冷作模具钢综合分类：
模具寿命短。
典型钢种：T7A、T10A、T12A 2、热加工工艺
1）锻造 锻造工艺见表2~3。 工艺要点：
终锻温度不能过高，冷却速度不宜过缓（锻后空 冷），以避免析出二次网状渗碳体。
2）退火与正火 锻后模具毛坯应经预备热处理：
无粗大或网状碳化物时，采用球化退火。 出现粗大或网状碳化物时，先正火再球化退火。
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。 锻造不良，出现网状碳化物或粗大晶粒时，需正火。
正火工艺：930~950℃保温后空冷系：
冷作模具材料和性 能要求
第一节 冷作模具对材料性能的要
一、使用性能要求 求
冷作模具的受载形式
拉伸、弯曲、压缩 冲击、疲劳、摩擦
冷作模具的失效形式
磨损、开裂 断裂、变形、咬合、
使用性能的基本要求：
良好的耐磨性
模具硬度应高于工件的30%~50% 模具组织应为M回或B下加细小碳化物
高强度
σS、σ压应满足模具受载要求