模具是工業(yè)之母”，模具性能優(yōu)劣，使用壽命多少，直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)收益。而模具材料和熱處理工藝、表層處理是決定模具使用壽命諸要素中的重要因素?，F(xiàn)階段世界各地都在不斷的開發(fā)設(shè)計(jì)模具新型材料，改善熱處理方法和表面強(qiáng)化技術(shù)性。我們國家的模具工業(yè)生產(chǎn)一直以很快的增長速度迅速發(fā)展，模具生產(chǎn)制造的關(guān)鍵關(guān)鍵是模具原材料。生產(chǎn)制造模具以及零件的材料是許多，如鋼，生鐵，非有色金屬和鋁合金、耐熱合金、硬質(zhì)合金刀具、有機(jī)高分子材料、無機(jī)非金屬材料、純天然或人造鉆石等。但是其中鋼是使用的較多，應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的原材料。
一、零件的失靈說明
一切零件均具有一定的設(shè)計(jì)方案功能和使用壽命。其功在使用中，因零件的外界樣子尺寸大小內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織架構(gòu)產(chǎn)生變化而失去了原先的設(shè)計(jì)方案作用，使之低效能工作中或者無法工作或者提前退役的情況。
一般按零件的工作性質(zhì)及無效的特征可以分為：過多變型、破裂、表面損傷和物理性能降權(quán)。零件的失效原因主要包含設(shè)計(jì)方案、原材料、加工和應(yīng)用四個(gè)方面，但是產(chǎn)品工件無效的主要原因就是單一的，也可能是各種因素聯(lián)合作用得到的結(jié)果，但每一無效事情均應(yīng)該有一造成無效的重要原因，由此可明確提出避免無效的有效措施。
在失靈說明中，大家可以進(jìn)行如下所示好多個(gè)基本上流程：1證據(jù)調(diào)查、 2梳理剖析、 3斷口分析、 4成份機(jī)構(gòu)性能的解讀與檢測、 5全面分析下結(jié)論。
二、選料標(biāo)準(zhǔn)
原材料的采用經(jīng)常是一個(gè)復(fù)雜而艱難的分辨、提升全過程。不容置疑，選定原材料應(yīng)滿足產(chǎn)品使用的需求，堅(jiān)固耐用，便于生產(chǎn)加工，經(jīng)濟(jì)收益高。并且選料一般要遵循三個(gè)基本準(zhǔn)則：應(yīng)用性能、加工工藝性能與經(jīng)濟(jì)性能，它們都是唯物辯證統(tǒng)一體。在很多情況下，應(yīng)用性能是選料的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)與根據(jù)，然后充分考慮加工工藝性能與經(jīng)濟(jì)性能，得到提升結(jié)論。
1、應(yīng)用性能選料標(biāo)準(zhǔn)
應(yīng)用性能是原材料達(dá)到應(yīng)用必須所必不可少的性能，這是確保零件的設(shè)計(jì)方案作用完成、安全性經(jīng)久耐用必備條件，是選料的最重要標(biāo)準(zhǔn)。最先剖析零件的工作性質(zhì)，明確其使用性能；次之開展失靈說明，明確主要是用性能；再將零件的應(yīng)用性能規(guī)定轉(zhuǎn)化為對(duì)材料性能指標(biāo)具體數(shù)值的需求。
2、加工工藝性能選料標(biāo)準(zhǔn)
原材料工藝性能可定義為材料經(jīng)濟(jì)發(fā)展地適應(yīng)各種制作工藝而得到所規(guī)定的應(yīng)用性能和造型的水平。
金屬復(fù)合材料工藝性能一般包括：鍛造性能、壓力加工性能、電焊焊接性能、機(jī)械加工制造性能、熱處理方法性能；纖維材料工藝性能關(guān)鍵加工工藝為成形生產(chǎn)加工，且加工工藝性能優(yōu)良，使用軟件為成型模；
3、經(jīng)濟(jì)發(fā)展性能選料標(biāo)準(zhǔn)
主要指挑選價(jià)格低、生產(chǎn)成本低原材料，在其中原材料成本關(guān)鍵是合理性選料標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。
三、模具材料和性能
1、模具原材料簡述
模具是生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵，工業(yè)生產(chǎn)大力發(fā)展，首先發(fā)展趨勢模具工業(yè)生產(chǎn)。模具做為國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)工業(yè)，涉及到機(jī)械設(shè)備、車輛、輕工業(yè)、電子器件、化工廠、冶金工業(yè)、裝飾建材等各行各業(yè)，量多范圍廣，種類繁多。模具原材料的關(guān)鍵性能指標(biāo)值有：抗壓強(qiáng)度、強(qiáng)度、可塑性、韌性和疲憊抵抗力。而模具的重要無效方式是破裂、過多變型、表面損傷和冷熱交替疲憊，危害模具壽命的也有許多要素。
2、冷作模具零件的無效方式
?。?）冷作模具的工作性質(zhì)主要包括：a 冷沖裁模的工作性質(zhì) b 冷彎曲模的工作性質(zhì) c 冷拉深模的工作性質(zhì) d 冷鐓模的工作性質(zhì) e 擠壓加工模具的工作性質(zhì)。
（2）冷作模具的無效方式主要包括：a 斷裂失效 b 變型無效 c 磨損失效 d 牙齒咬合無效 e 啃傷無效。
?。?）各種冷作模具的無效特性有：a 冷沖裁模，通常是損壞 b 冷拉深模，通常是牙齒咬合無效 c 冷鐓模，通常是干裂、斷裂 d 冷擠壓模，模座通常是斷裂、疲勞斷裂、形狀變化及損壞；型腔通常是爆裂及損壞。
3、冷作模具原材料的性能規(guī)定。關(guān)鍵性能指標(biāo)值包含：耐磨損性能、變形抗力、破裂抵抗力、牙齒咬合抵抗力、遇熱變軟抵抗力。
四、冷作模具原材料
冷作模具鋼是運(yùn)用最廣泛的冷作模具原材料。按成分、加工工藝性能和承載力可以將冷作模具鋼分類為：
低切削性能冷作模具鋼：T7A、T8A、T10A、T12A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、GCr15、CrW5。
低變型冷作模具鋼：9Mn2V、CrWMn、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo。
超耐磨微變型冷作模具鋼：Cr12、Cr12Mo1V1（D2）、Cr12MoV、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、Cr12Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V2.5。
高韌性超耐磨冷作模具鋼：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N。
高強(qiáng)度韌性冷作模具鋼：6W6Mo5Cr4V、65Cr4W3Mo2VNb（65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（LD）、7CrSiMnMoV（CH-1）、5Cr4Mo3SiMnVAl（012Al）、6CrNiSiMnMoV（GD）、8Cr2MnWMoVS。
超耐磨高強(qiáng)度韌性冷作模具鋼：9Cr6W3Mo2V2（GM）、Cr8MoWV3Si（ER5）。
特殊功能冷作模具鋼：9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4、1Cr18Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、7Mn15Cr2Al3V2WMo。
沖壓模具幾類常見材料
?。ㄒ唬┱{(diào)質(zhì)鋼
T7A為高韌性調(diào)質(zhì)鋼，其強(qiáng)度及韌性都比較高，適宜制做易脆斷的中小型模具或承擔(dān)沖擊負(fù)荷比較大的模具；T10A是常用建筑鋼材，是性能比較好的象征性調(diào)質(zhì)鋼，耐磨性能也比較高，經(jīng)恰當(dāng)熱處理工藝可獲得較高韌性和一定韌性，適宜制做規(guī)定耐磨性能比較高而承擔(dān)沖擊負(fù)荷比較小的模具。T8A切削性能、韌性等都優(yōu)耐磨性能也比較高，適宜制做中小型拉申、擠壓模。
?。ǘ┑秃辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼
低合金結(jié)構(gòu)鋼，要在調(diào)質(zhì)鋼的前提下加入適量合金成分。那樣能夠降低淬火冷卻速率，降低內(nèi)應(yīng)力和組織應(yīng)力，降低熱處理變型及干裂趨向，鋼的切削性能也明顯增強(qiáng)
用于制造模具的高合金鋼有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、7CrSiMnMoV、6CrNiMnSiMoV等。CrWMn鋼具有較強(qiáng)的切削性能，熱處理變型小，但其耐磨性能、強(qiáng)韌性、變型條件等仍無法滿足樣子繁雜的冷作模具的需求。
?。ㄈ└咛间摳咩t冷作模具鋼
高碳鋼高鉻冷作模具鋼包含Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1具備高韌性、高韌性、高耐磨性能、易淬透、穩(wěn)定性高、抗拉強(qiáng)度高及熱處理變型小等優(yōu)勢。高碳鋼高鉻鋼經(jīng)煅造后毛胚強(qiáng)度比較高熱應(yīng)力比較大，一定要進(jìn)行退火處理。高碳鋼高鉻鋼在淬火環(huán)節(jié)中，會(huì)有奧氏體溶解、滲碳體匯聚和殘余奧氏體的改變。工業(yè)化生產(chǎn)中，常采用2～3次淬火，以提升上次淬火殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成新生奧氏體的韌性，進(jìn)而提升鋼的韌性。Cr12 槽鋼強(qiáng)度耐磨性能比較高，但是其滲碳體不均勻性較為嚴(yán)重，使用時(shí)脆性斷裂趨向非常大，韌性比較低。綜合性結(jié)構(gòu)力學(xué)性能要求比較高的模具，常見的取代鋼材牌號(hào)是彈簧鋼。
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彈簧鋼具有較高的強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性能，選用超低溫?zé)崽幚?、迅速加溫等工藝措施，可以有效的改進(jìn)其韌性。因而，彈簧鋼越來越多的用于規(guī)定重負(fù)載、高壽命的冷作模具。彈簧鋼合金成分含量較高，價(jià)格高，加工工藝性能欠佳，延性比較大，使之運(yùn)用得到一定限定。鎢鉬系彈簧鋼，以其含滲碳體遍布較勻稱， 顆粒物細(xì)微，W6Mo5Cr4V2鋼的韌性好于W18Cr4V鋼，故運(yùn)用非常廣泛。高強(qiáng)度韌性降碳減釩的彈簧鋼 6W6Mo5Cr4V，因?yàn)檫m當(dāng)降低了碳與釩含量，其抗拉強(qiáng)度與可塑性、沖擊性韌性等都顯著提升，而強(qiáng)度與二次硬化水平都能夠維持。
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模具常用的基材鋼有6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等。基材鋼被普遍地用于制作擠壓加工、厚鋼板冷沖和冷擠壓等模具，尤其適合生產(chǎn)制造難變型原材料使用的大中型繁雜模具，也可以用作輕金屬的擠壓成型模具 ,是一類冷熱交替兼用型的模具鋼。伴隨著快速多軸全自動(dòng)冷鐓機(jī)的廣泛使用，及其高強(qiáng)度鋼板跟高韌性不銹鋼沖壓件的廣泛運(yùn)用，沖壓模具服現(xiàn)役標(biāo)準(zhǔn)更為極端，選用電渣重熔然后進(jìn)行復(fù)合型增強(qiáng)的012Al基材鋼沖壓模具，可顯著提升使用期限。
