一、冷作模具鋼
冷作模具鋼包含生產(chǎn)制造沖截使用的模具（落料沖孔模、修邊模、沖針、剪子）、冷鐓模和冷擠壓模、折彎模及拉絲模具等
1.冷作模具鋼的工作性質(zhì)及技術(shù)性能
冷作模具鋼在工作中．因被原材料加工的變型抗力非常大，模具工作部位承擔很大壓力、彎曲力、撞擊力及滑動摩擦力。因而，冷作模具的穩(wěn)定報廢原因一般是損壞．也可能因破裂、崩力及變型超大型蘆稿差而提早無效的。
冷作模具鋼與刀具鋼對比．有很多相同點。規(guī)定模具有強的硬度和耐磨性能、強的抗拉強度和充足的延展性，以確保沖壓加工流程的順利開展、其不同之處在于模具樣子及加I工藝復雜．并且磨擦范圍大．損壞幾率大．因此刃磨下去艱難。因而規(guī)定具有更高的耐磨損化模具工作的時候承擔沖壓力太大．又因為樣子繁雜便于造成應力，這就要求具有很高的延展性；模具體積大、樣子繁雜．因此要求高的切削性能、比較小的變型及干裂選擇性?？偠灾?，冷作模具鋼在切削性能、耐磨性能與延展性等上的要求要較刀具鋼高一些．但在紅硬性層面卻規(guī)定比較低或大部分沒要求（畢竟是熱態(tài)成型），因此也隨之構(gòu)成了一些適合做冷作模具使用的鋼材牌號，比如，培養(yǎng)了超耐磨、微變型冷作模具建筑用鋼及高耐磨冷作模具建筑用鋼等。下邊融合相關(guān)鋼材牌號采用進一步表明。
2.鋼材牌號挑選
一般接冷作模具的適用范圍，能將鋼材牌號挑選分成下述四種狀況：
?。?）規(guī)格小、樣子簡易、輕負載的冷作模具。比如．小沖針，剪落鋼板剪子等可以選用T7A、 T8A、T10A、T12A等調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)制造。這類鋼的特點是；可加工性好、價格低、由來非常容易。但是其主要缺點：切削性能低、耐磨性能差、淬火變型大。因而，只適合制造一些規(guī)格小、樣子簡易、輕負載的一種手段及其規(guī)定硬底化層較淺并維持高耐磨的冷像模等。
?。?）體積大、樣子繁雜、輕負載的冷作模具。常見的鋼材牌號有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等合金結(jié)構(gòu)鋼刀具鋼。這種鋼在油里的淬透孔徑大致可以達到40mm之上。在其中9Mn2V鋼是中國近些年發(fā)展趨勢的一種沒有Cr的冷作模具建筑用鋼．可取代或者部分取代含Cr的鋼。
9Mn2V鋼的滲碳體不均勻性和淬火干裂選擇性比CrWMn鋼小、滲碳選擇性比9SiCr鋼小，而切削性能比調(diào)質(zhì)鋼大．它的價格才比嘩數(shù)后面一種寬約30％因而是一個值得全面推廣的鋼材牌號。
但9Mn2V鋼也存在一些缺陷如斷裂韌性不太高，在制造使用時發(fā)現(xiàn)破裂狀況．此外回火可靠性較弱，回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時抗拉強度及延展性逐漸滾孝發(fā)生低值易耗。
9Mn2V鋼可以從硝鹽、滾油等制冷效率比較和緩的淬火介質(zhì)中淬火。對于一些變型很嚴格而強度規(guī)定也不非常高的模具，可采取馬氏體等溫過程淬火。
?。?）體積大、樣子繁雜重負載的冷作模具。須選用中鋁合金或鐵素體不銹鋼．如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等，此外也是有采用彈簧鋼的。
近些年用彈簧鋼做冷作模具的趨勢巴日趨擴大、但需強調(diào)，這時已經(jīng)不再是運用彈簧鋼所具有的紅硬性優(yōu)點．而用來高切削性能跟高耐磨性能。因此．在熱處理方法上都應有所不同。
采用彈簧鋼做冷模具時．應使用超低溫淬火．以提升延展性。比如 W18Cr4V鋼做刀具時常見的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時，則應使用1190℃的超低溫淬火。亦如 W6Mo5Cr4V2鋼．選用超低溫淬火后可讓使用壽命進一步提高、尤其是顯著減少了耗損率。
〔4)受負荷且刀間單薄冷作模具。如前所述．前三類冷作模具用鋼的性能指標規(guī)定都以高耐磨性能為主導因此全部采用高碳鋼過共析鋼甚至榮氏體鋼。但對有些冷作模具加裁邊樓、沖裁模等．其專業(yè)對口薄弱．使用中又受負荷功效則要以要求較高的斷裂韌性為主導。為解決這一分歧．可采用以下措施．①減少合碳量．選用亞共折鋼．以防止因為一次及二次滲碳體而造成鋼的延展性降低；②添加Si．、Cr等合金成分．以提升鋼的回火可靠性和回火溫度（240一270℃回火）這樣有助于充足清除淬火地應力使嘰提升．又很不至于減少強度；②添加W等產(chǎn)生硅化物滲碳體元素以細化晶粒、提升延展性。常見的高耐磨冷作模具建筑用鋼有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。
3.充分運用冷作模具鋼特性發(fā)展?jié)摿Φ姆绞?/p>
在使用Cr12槽鋼或彈簧鋼做冷作模具時，一個很突顯的問題就是鋼的延性大．應用中容易干裂。因此，必須使用充足鍛造的辦法優(yōu)化滲碳體．此外應發(fā)展新鋼材牌號。發(fā)展新鋼材牌號的核心點，應該是減少鋼的含碳量及滲碳體產(chǎn)生元素總數(shù)。近些年中國研發(fā)并營銷推廣以下這些新鋼材牌號、見表4.11所顯示。
Cr4W2MoV 鋼具有較高的硬巨、高耐磨性和切削性能好等優(yōu)勢．并具有較強的回火可靠性及綜合物理性能．用濕生產(chǎn)制造鐵氧體磁芯沖壓模具等．可讓使用壽命比Cr12MoV鋼提升1～3倍左右但此鋼煅造溫區(qū)范疇窄小，煅造河縣干裂．應嚴控煅造溫度及使用規(guī)認Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低、淬火變型小、切削性能高．有時間淬微變型模具鋼之稱7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼．特點是鋼的滲碳體不均勻性和延展性獲得非常大的提升。
二、熱作模具鋼
1.熱作模具的工作性質(zhì)
熱作模具包含錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模具三類。如上所述．熱作模具工作性質(zhì)的主要特點是和溫態(tài)金屬相觸碰、這是和冷作模具工作性質(zhì)的重要差別。因而會引發(fā)下列兩個方面難題：
?。╨）模芯表面金屬材料遇熱。一般錘鍛模工作的時候．其模芯表層溫度可以達到300～400℃之上熱擠壓模可以達到500一800℃之上；壓鑄模具模芯溫度與鋁壓鑄材料類型及澆筑溫度相關(guān)。如鋁壓鑄輕金屬時模芯溫度可以達到1000℃之上。那樣強的應用溫度會讓模芯硬度和抗壓強度顯著降低，在使用過程中易出現(xiàn)打垛。因此．對熱模具鋼的基本上性能指標基本要求熱塑性變抗力高，包含持續(xù)高溫硬度和持續(xù)高溫抗壓強度、強的熱塑性變抗力，事實上體現(xiàn)了鋼高回火可靠性。從而便都可以找到熱模具鋼細晶強化的第一種方式，即添加Cr、W、Si．等合金成分能提高鋼的回火可靠性。
?。?）模芯表面金屬材料造成熱疲勞（開裂）。熱模具的工作中特征是具備間斷性．每一次使溫態(tài)金屬成形后必須自來水、油、氣體等物質(zhì)制冷模芯表面。因而．熱模的工作環(huán)境是重復遇熱和制冷，從而使得模芯表面金屬材料造成反復地熱漲冷縮，即不斷承擔拉壓應力功效．最終的結(jié)果造成模芯表面出現(xiàn)開裂，稱之為熱疲勞狀況，從而，對熱模具鋼給出了第二個基本上性能指標規(guī)定．即具備強的熱疲勞抗力。一般說來，危害鋼的熱疲勞抗力的影響因素主要包括：
①鋼的傳熱性。鋼的傳熱性高，可讓模具表面金屬材料遇熱水平減少，進而減少鋼的熱疲勞選擇性。一般認為鋼的傳熱性與合碳量相關(guān)，含碳大時傳熱性低，因此熱作模具鋼不適合選用中碳鋼。在生產(chǎn)中一般采用低碳鋼（C0.3%5～0.6%）合碳量過大低．也會導致鋼硬度和硬度降低．也沒有好處。
②鋼的零界點危害。一般鋼的零界點（Acl）越大．鋼的熱疲勞選擇性越小。因而．一般通過添加合金成分Cr、W、Si、招來提升鋼的零界點。進而提升鋼的熱疲勞抗力。
2.常見熱作模具建筑用鋼
（1）錘鍛模建筑用鋼。一般說來，錘鍛模建筑用鋼有幾個問題非常明顯一是工作的時候受負荷功效．故對鋼的物理性能要求很高，尤其是對塑變抗力及延展性要求很高；二是錘鍛模的斷面尺寸比較大（＜400mm）故對鋼的切削性能要求很高，以確保全部模具機構(gòu)和性能勻稱。
常見錘鍛樓建筑用鋼有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同種類的錘眼模宜選用不同的材料。對大型或大型的錘鍛模以5CrNiMo為宜．也可以采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型企業(yè)的錘鍛模一般使用5CrMnMO鋼。
?。?）熱擠壓模建筑用鋼，熱擠壓模工作特征是載入較慢，因而，模芯遇熱溫度比較高，一般可以達到500一800℃。對此類鋼的性能指標規(guī)定要以強的持續(xù)高溫抗壓強度(即強的回火可靠性）和強的耐高溫疲勞性能為主導。對ak及切削性能的需求應適當調(diào)低。一般熱擠壓模規(guī)格比較小，常低于 70～90 mm。
常見的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等熱作模具鋼．其成分見表4.16所顯示。
在其中4CrW2Si．既可以做冷作模具鋼，也可做熱作模具鋼．因為用處不一樣，可采用不同熱處理工藝。作冷模時使用相對較低的淬火溫度（870—900℃）及超低溫或常壓回火解決；作熱模的時候選用相對較高的淬火溫度（一般為950一1000℃）及持續(xù)高溫回火解決。
?。?）壓鑄模具建筑用鋼。從總體上看，壓鑄模具用鋼的性能指標要求和熱擠壓模建筑用鋼相仿，就是以要求較高的回火可靠性與強的熱疲勞抗力為主導。所以通常選用的鋼材牌號大致與熱擠模建筑用鋼同樣．如昔選用4CrW2Si．和3Cr2W8V等鋼。卻又各有不同比如對溶點比較低Zn鋁合金壓鑄模具．可以選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；對Al和Mg鋁合金壓鑄模具，可以選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 對Cu鋁合金壓鑄模具．大多采用3Cr2W8V鋼。
近些年．伴隨著輕金屬鑄造工藝的使用，大多采用高熔點的鋁合金型材和鎳基合金．或者是對3Cr2W8V鋼開展Cr-Al-SI三元共滲，用于生產(chǎn)制造輕金屬壓鑄模具。近期世界各國還已經(jīng)實驗選用高強度合金材料作輕金屬的壓鑄模具原材料。
