冲压模冲头件常用材料及热处理工艺

冲压模冲头件常用材料及其热处理工艺模具的寿命除了取决于模具结构设计及使用与维护情况外，最根本的问题是制模材料的基本性能是否和模具加工要求与作用条件相适应。因此，根据模具的结构和使用情况，合理选用制模材料是模具设计人员的重要工作之一。

目前，冲压模、塑料模、压铸模、锻模、粉末冶金模等制模材料仍以钢为主。一般来说，制造模具所采用的钢材应具备下列基本性能：①加工性能良好，热处理后变形小；②抛光性好，不应含有粗糙的杂质和气孔；③耐磨性好，使得模具的表面硬度高，寿命长；④较好的淬透性，能经受较大的注射压力和锁模压力；

⑤耐腐蚀性好；⑥需要进行表面装饰加工的，要求金属模具有良好的装饰纹加工性能。

以上各性能之间是有一定矛盾的，实际生产中，应根据模具的用途、性能要求、生产零件的性质等进行综合考虑，合理选择制模材料。

一、常用磨具钢材品种

碳素钢碳素钢分碳素结构钢和碳素工具钢，两者都可以用作模具材料。

碳素结构钢：

碳素结构钢分为正常含锰钢和较高含锰钢。模具制造中常用的正常的含锰钢有：15、20、40、45、50等牌号钢；常用较高含锰钢有：15Mn、20Mn、40Mn、45Mn等。

表1.碳素结构钢的力学性能

碳素工具钢：

碳素工具钢分为优质钢和高级优质钢。两者的差别在于前者含S、P高（S ≤0.03%，P≤0.035%），后者含S、P低（S≤0.02%，P≤0.03%）。S、P含量高会影响钢的性能，使之变脆。模具制造中常用的优质钢有T7、T8、T9、T10、T12等牌号；常用的高级优质钢有T7A、T8A、T10A、T12A等牌号。

合金工具钢：

合金工具钢的种类很多，常用的有鉻锰钼钢（5CrMnMo）、鉻镍钼钢（5CrNiMo）、鉻钨钒钢（3Cr2W8V）、鉻钨锰钢（CrWMn，9CrWMn）、鉻钼钒钢（Cr12MoV）等，其中5CrMnMo和5CrNiMo钢热处理后变形较小，耐磨性和耐热性也较好，因此适应于制造各种复杂的模具；CrWMn和3Cr2W8V可以用来制造复杂的镶嵌件、测滑动成型芯、螺纹型环和螺纹型芯等。

合金结构钢：

常用来制造模具的合金结构钢有鉻钢（40Cr）、鉻锰钛钢（20CrMnTi）、鉻钼钢（12CrMo）、鉻钼铝钢（38CrMoAlA）等。其中12CrMo和38CrMoAlA应用较多，可制造凸模和凹模等主要零件。12CrMo经常用来制造冷挤压冲头。

模具零件的热处理工序有正火、退火、调质、淬火、回火、渗碳及氮

化等。详细说明见下表。

工艺

冲压模一般由以下基本构件组成：模柄、上模座、泄料板、冲头、下模座、下模、导柱、导套。作为冲孔时，和物料直接作用的构件，冲头件必须具备高强度、高耐磨性、高硬度、高韧性、良好的工艺性等。在具体选择冲头件材料时，还必须有经济观点。因为模具材料愈高级，其成本愈昂贵。一般在中小批量生产中，选用工具钢与合金钢材料是合算的。材料的热处理要点是使其硬度合适，而又有尽可能高的韧性。具体，见下表：