現(xiàn)如今，在我國常見的冷作模具鋼或是 CrWMn 低合金工具鋼和 Cr12MoV 、 Cr12 高合金工具鋼等建筑鋼材。但因其滲碳體偏析較為嚴(yán)重，特別是在磨具外形尺寸比較大時易導(dǎo)致崎變的專一性和強(qiáng)韌性的下降?，F(xiàn)先容一些世界各國新研制的冷作模具鋼，供冷擠壓標(biāo)準(zhǔn)件模具加工參照。
•合金結(jié)構(gòu)鋼冷作模具鋼
該鋼的主要特點(diǎn)是工藝性能好，淬火溫度低，熱處理工藝崎變小，強(qiáng)韌性好，而且有適度的耐磨性能。在鋼里加鉻或錳可發(fā)展切削性能，從而使鋼在熱處理和低溫回火后儲存一定量的殘余奧氏體，降低崎變；增加硅或鎳可讓基材強(qiáng)韌化，并發(fā)展淬火抵抗力，在同樣強(qiáng)度下，比其他類似鋼有更大的強(qiáng)韌性，增加鉬或釩可細(xì)化晶粒。表 1 為合金結(jié)構(gòu)鋼冷作模具的成分。 表 1 為合金結(jié)構(gòu)鋼冷作模具的成分 (W%)
型號
C
Cr
Mo
V
Si
Mn
Ni
W
GD
0.69
1.15
0.45
0.18
0.70
0.85
0.85
――
DS
0.59
1.15
0.25
0.20
0.65
0.88
0.88
0.50
D1
0.95
0.50
――
0.20
――
1.20
――
0.50
CrWMn
0.98
1.05
――
――
――
0.95
――
1.40
GD 鋼 (6CrMnNiMoVSi 鋼 ) 經(jīng) 900 ℃熱處理和 200 ℃淬火后依然保持適當(dāng) ( 約 15%) 的相對穩(wěn)定的殘余奧氏體，未溶滲碳體勻稱細(xì)微，有益于降低崎變和成長鋼的強(qiáng)韌性，并且 GD 鋼熱處理后崎變量低于 CrWMn 鋼，用于制作易崩刃斷裂的沖壓模具 ( 如切料剪刀片等 ) 具有較高的的使用期，強(qiáng)度 60 ～ 61HRC ，沖擊值 145J/cm 2 。
DS 鋼經(jīng) 900 ℃熱處理和 200 ℃淬火后有較高的強(qiáng)韌性，強(qiáng)度 59 ～ 60HRC ，沖擊值 210J/cm 2 ，沖擊韌度高過 6CrW2Si 合金鋼。
•基材鋼
基材鋼一般指其化學(xué)成分與快速鋼淬火體系中基材成分同樣的鋼。在我國研制出一些基材鋼，如 65Cr4W3Mo2VNb( 通稱 65Nb) 鋼、 65W8Cr4VTi( 通稱 LM1) 鋼， 65Cr5Mo3W2VTi( 通稱 LM2) 鋼。
表 2 為基材鋼成分。
基材鋼成分如表 2 （ W% ）
型號
C
Si
Cr
W
Mo
V
Nb
其他
65Nb
0.65
――
4.1
2.75
2.25
0.95
0.25
――
LM1
0.65
――
4.5
8
――
1
――
0.2Ti
LM2
0.65
1.0
4.9
2
3.1
1.2
――
0.2Ti
在我國開發(fā)設(shè)計這幾種基材鋼的主要成分等同于快速鋼淬火組織中的基材，但含碳稍高于基材的，以增強(qiáng)一次滲碳體量和成長耐磨性能，除此之外，還增加少量強(qiáng)滲碳體方式原素鈮或鈦，以形成相對穩(wěn)定的滲碳體，阻攔熱處理升溫時晶體的成長從而改善鋼的使用性能。
LM1 和 Cr12MoV 鋼的強(qiáng)韌性比照強(qiáng)度前面一種 62.5HRC ，后面一種 61.5HRC ，無空缺試件沖擊值前面一種 30J/cm2 ，后者則僅有 5J/cm2 ?；匿摼哂泻芨叩膹?qiáng)韌性，普遍用于制作擠壓加工、厚鋼板冷沖、冷擠壓成型模具。 65Nb 鋼還可以用于玄色金屬溫沖壓模具。
•延展性相對較高的冷作模具鋼
為了能發(fā)展冷作模具鋼的延展性，并進(jìn)一步增加鋼的耐磨性能，在我國研發(fā) LD 、 ER5 和 GM 鋼等，日本的 TCD 、 AOF11 、 DC53 鋼，美國 DIE 鋼，德國的 ASSAB88 鋼，奧地利的 K340 、 K360 。
這種鋼的化學(xué)成分有以下特性，適當(dāng)調(diào)整鉻成分以提升滲碳體偏析，提升鎢、鉬和釩含量以增強(qiáng)二次硬化能力與發(fā)展耐磨性能，該類鋼大多數(shù)選用相對較高的熱處理溫度 (1140 ～ 1160 ℃ ) 和 1 ～ 3 次持續(xù)高溫回火 (520 ～ 560 ℃ ) 與 Cr12 冷作模具鋼較為，有較高的韌性更加好的耐磨性能，因此制作的模具有更高的使用壽命，更適合高速沖床跟多工位冷鐓機(jī)的應(yīng)用。
LD 鋼的適合淬火溫度為 1100 ～ 1150 ℃，回火溫度可選擇 530 ℃～ 550 ℃，強(qiáng)度 59 ～ 62HRC ，制作沖壓模具、落料模、冷鐓模等取代 Cr12MoV 鋼，產(chǎn)品壽命有顯著發(fā)展。
ER 鋼 1120 ℃淬火和 580 ℃回火三次后，有最理想的二次硬化實(shí)際效果。抗壓強(qiáng)度、韌性抗沖擊磨損的能力均好于 Cr12 鋼，適用制作高精密、輕載和快速冷沖模具，具有較高的的使用期。
GM 鋼因?yàn)楹辖鸪煞峙c碳的配制適度，具備強(qiáng)的二次硬化能力， 1120 ～ 1140 ℃淬火 540 ℃2次回火后，強(qiáng)度可以達(dá)到 64 ～ 66HRC ，確保了出色的耐磨性。 GM 鋼制作的磨具有沖床邊使用及制作多工位沖壓模具，使用期限比 Cr12MoV 鋼發(fā)展多倍，用以制作高強(qiáng)螺栓滾軸，滾制 12.9 級 40 ～ 42HRC 地腳螺栓，使用壽命比 Cr12MoV 鋼發(fā)展 10 倍左右。對 GM 鋼還能夠選用 1070 ℃淬火， 150 ℃2次回火的超低溫淬火、超低溫回火加工工藝，強(qiáng)度為 62 ～ 63HRC ，特別是在適合制作冷鐓模具應(yīng)用。
