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一、冷作模具钢
冷作模具钢包含生产制造冲裁件使用的模具（落料冲孔模、修边模、冲针、剪子）、冷镦模和冷挤压模、折弯模及拉丝模具等。
1.冷作模具钢的工作性质及技术性能
冷作模具钢在工作中．因被原材料加工的变型抗力非常大，模具工作部位承担很大压力、弯曲力、撞击力及滑动摩擦力。因而，冷作模具的稳定报废原因一般是损坏．也可能因破裂、崩力及变型偏差而提早无效的。
冷作模具钢与刀具钢对比．有很多相同点。规定模具有强的硬度和耐磨性能、强的抗拉强度和充足的延展性，以确保冲压加工流程的顺利开展、其不同之处在于模具样子及制作工艺繁杂．并且磨擦范围大，损坏几率大，因此刃磨下去艰难。因而规定具有更高的耐磨性能。模具工作的时候承担冲压力太大，又因为样子繁杂便于造成应力，这就要求具有很高的延展性；模具体积大、样子繁杂．因此要求高的切削性能、比较小的变型及干裂选择性。总而言之，冷作模具钢在切削性能、耐磨性能与延展性等上的要求要较刀具钢高一些．但在红硬性层面却规定比较低或大部分没要求（毕竟是热态成型），因此也随之构成了一些适合做冷作模具使用的钢材牌号，比如培养了超耐磨、微变型冷作模具建筑用钢及高耐磨冷作模具建筑用钢等。
2、钢材牌号挑选
一般按冷作模具的适用范围，能将钢材牌号挑选分成下述四种状况：
（1）规格小、样子简易、轻负载的冷作模具。比如小冲针，剪落钢板剪子等可以选用T7A、T8A、T10A、T12A等调质钢生产制造。这类钢的特点是；可加工性好、价格低、由来非常容易。但是其主要缺点：切削性能低、耐磨性能差、淬火变型大。因而，只适合制造一些规格小、样子简易、轻负载的一种手段及其规定硬底化层较浅并维持高耐磨的冷作模等。
（2）体积大、样子繁杂、轻负载的冷作模具。常见的钢材牌号有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等合金结构钢刀具钢。这种钢在油里的淬透孔径大致可以达到40mm之上。在其中9Mn2V钢是中国近些年发展趋势的一种没有Cr的冷作模具建筑用钢．可取代或者部分取代含Cr的钢。
9Mn2V钢的渗碳体不均匀性和淬火干裂选择性比CrWMn钢小、渗碳选择性比9SiCr钢小，而切削性能比调质钢大．它的价格才比后面一种宽约30％，因而是一个值得全面推广的钢材牌号。但9Mn2V钢也存在一些缺陷如断裂韧性不太高，在制造使用时发现破裂状况．此外回火可靠性较弱，回火温度一般不超过180℃在200℃回火时抗拉强度及延展性出现了低值易耗。
9Mn2V钢可以从硝盐、滚油等制冷效率比较和缓的淬火介质中淬火。对于一些变型很严格而强度规定也不非常高的模具，可采取马氏体等温过程淬火。
（3）体积大、样子繁杂重负载的冷作模具。须选用中铝合金或铁素体不锈钢．如Cr12Mo、Crl2MoV、 Cr6WV、Cr4W2MoV等，此外也是有采用弹簧钢的。
近些年用弹簧钢做冷作模具的趋势已日趋扩大、但需强调，这时已经不再是运用弹簧钢所具有的红硬性优点．而用来高切削性能跟高耐磨性能。因此．在热处理方法上都应有所不同。
采用弹簧钢做冷模具时要选用超低温淬火，以提升延展性。比如W18Cr4V钢做刀具时常见的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时，则应使用1190℃的超低温淬火。亦如W6Mo5Cr4V2钢．选用超低温淬火后可让使用寿命进一步提高、尤其是显著减少了耗损率。
〔4)受负荷且刀间单薄冷作模具。如前所述．前三类冷作模具用钢的性能指标规定都以高耐磨性能为主导，因此全部采用高碳钢过共析钢甚至莱氏体钢。但对有些冷作模具加裁边楼、冲裁模等，其专业对口薄弱，使用中又受负荷功效则要以要求较高的断裂韧性为主导。为解决这一分歧．可采用以下措施．①减少合碳量．选用亚共析钢，以防止因为一次及二次渗碳体而造成钢的延展性降低；②添加Si、Cr等合金成分．以提升钢的回火可靠性和回火温度（240一270℃回火）这样有助于充足清除淬火地应力使特性提升又很不至于减少强度；②添加W等产生硅化物渗碳体元素以细化晶粒、提升延展性。常见的高耐磨冷作模具建筑用钢有6SiCr、4CrW2Si、5CrW2Si等。
3、充分运用冷作模具钢特性发展潜力的方式
在使用Cr12槽钢或弹簧钢做冷作模具时，一个很突显的问题就是钢的延性大．应用中容易干裂。因此，必须使用充足锻造的办法优化渗碳体．此外应发展新钢材牌号。发展新钢材牌号的核心点，应该是减少钢的含碳量及渗碳体产生元素总数。
Cr4W2MoV钢具备高韧性、高耐磨性和切削性能好等优势．并具有较强的回火可靠性及综合物理性能．用于制造铁氧体磁芯冲压模具等．可让使用寿命比Cr12MoV钢提升1~3倍左右。但此钢煅造温区范畴窄小，煅造易干裂．应严控煅造温度和操作规程。
Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低、淬火变型小、切削性能高．有时间淬微变型模具钢之称。
7W7Cr4MoV钢可代W18Cr4V和Cr12MoV钢．特点是钢的渗碳体不均匀性和延展性获得非常大的提升。
二、热作模具钢
1、热作模具的工作性质
热作模具包含锤锻模、热挤压模和压铸模具三类。如上所述．热作模具工作性质的主要特点是和温态金属相触碰、这是和冷作模具工作性质的重要差别。因而会引发下列两个方面难题：
（1）模芯表面金属材料遇热。一般锤锻模工作的时候．其模芯表层温度可以达到300~400℃之上热挤压模可以达到500一800℃之上；压铸模具模芯温度与铝压铸材料类型及浇筑温度相关。如铝压铸轻金属时模芯温度可以达到1000℃之上。那样强的应用温度会让模芯硬度和抗压强度显著降低，在使用过程中易出现伸缩。因此对热模具钢的基本上性能指标基本要求热塑性变抗力高，包含持续高温硬度和持续高温抗压强度、强的热塑性变抗力，事实上体现了钢高回火可靠性。从而便都可以找到热模具钢细晶强化的第一种方式，即添加Cr、W、Si．等合金成分能提高钢的回火可靠性。
（2）模芯表面金属材料造成热疲劳（开裂）。热模具的工作中特征是具备间断性．每一次使温态金属成形后必须自来水、油、气体等物质制冷模芯表面。因而．热模的工作环境是重复遇热和制冷，从而使得模芯表面金属材料造成反复地热涨冷缩，即不断承担拉压应力功效．最终的结果造成模芯表面出现开裂，称之为热疲劳状况，从而，对热模具钢给出了第二个基本上性能指标规定．即具备强的热疲劳抗力。
一般说来，危害钢的热疲劳抗力的影响因素主要包括：
①钢的传热性。钢的传热性高，可让模具表面金属材料遇热水平减少，进而减少钢的热疲劳选择性。一般认为钢的传热性与含碳相关，含碳大时传热性低，因此热作模具钢不适合选用中碳钢。在生产中一般采用低碳钢（C0.3％5~0.6％）合碳量过大低．也会导致钢硬度和硬度降低．也没有好处。
②钢的零界点危害。一般钢的零界点（Acl）越大钢的热疲劳选择性越小。因而．一般通过添加合金成分Cr、W、Si、招来提升钢的零界点。进而提升钢的热疲劳抗力。
2、常见热作模具建筑用钢
（1）锤锻模建筑用钢。一般说来，锤锻模建筑用钢有几个问题非常明显，一是工作的时候受负荷功效．故对钢的物理性能要求很高，尤其是对塑变抗力及延展性要求很高；二是锤锻模的断面尺寸比较大（＜400mm）故对钢的切削性能要求很高，以确保全部模具机构和性能匀称。
常见锤锻模建筑用钢有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同种类的锤眼模宜选用不同的材料。对大型或大型的锤锻模以5CrNiMo为宜．也可以采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。对中小型企业的锤锻模一般使用5CrMnMo钢。
（2）热挤压模建筑用钢，热挤压模工作特征是载入较慢，因而，模芯遇热温度比较高，一般可以达到500一800℃。对此类钢的性能指标规定要以强的持续高温抗压强度(即强的回火可靠性）和强的耐高温疲劳性能为主导。对ak及切削性能的需求应适当调低。一般热挤压模规格比较小，常低于 70~90 mm。
常见的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等热作模具钢。在其中4CrW2Si既可以做冷作模具钢，也可做热作模具钢。考虑到主要用途不一样，可采用不同热处理工艺。作冷模时使用相对较低的淬火温度（870—900℃）及超低温或常压回火解决；作热模的时候选用相对较高的淬火温度（一般为950一1000℃）及持续高温回火解决。
（3）压铸模具建筑用钢。从总体上看，压铸模具用钢的性能指标要求和热挤压模建筑用钢相仿，就是以要求较高的回火可靠性与强的热疲劳抗力为主导。所以通常选用的钢材牌号大致与热挤模建筑用钢同样．如昔选用4CrW2Si和3Cr2W8V等钢。却又各有不同比如对溶点比较低Zn铝合金压铸模具．可以选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；对Al和Mg铝合金压铸模具，可以选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 对Cu铝合金压铸模具大多采用3Cr2W8V钢。
近些年来轻金属铸造工艺的使用，大多采用高熔点的铝合金型材和镍基合金．或者是对3Cr2W8V钢开展Cr-Al-SI三元共渗，用于生产制造轻金属压铸模具。近期世界各国还已经实验选用高强度合金材料作轻金属的压铸模具原材料。
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