冷作模具钢的性能(冷作模具钢常用牌号)
冷模钢主要用于冲压、落料、成型、弯曲、冷挤压、冷拔、粉末冶金模具等工艺。冷模钢需要高硬度、高耐磨性和足够的韧性。一般可分为一般型和特殊型。
例如，美国常见的冷模具钢通常包括01A2、D2和D3四个钢种。
根据日本JIS主要用于冷模钢SK系列，包括SK碳工具钢系列，8种合金工具钢SKD系列和9种SKH Mo高速钢种有24种GB/T合金工具钢标准包括11种钢种，形成相对完整的系列。
随着加工工艺、不能满足加工工艺、加工材料和模具需求的变化。根据冷模钢的发展方向，日本钢厂和欧洲主要工模钢厂开发了专用冷模钢，并逐步形成了自己的冷模钢系列。
冷模钢的分类
根据冷模具钢的工艺性能和承载能力，每组钢都有自己合理的适用范围。
(1)低淬透冷作模具钢(含)T7A、T8A、T10A、T12A、V、MnSi、Cr2、9Cr2、CrW5)该组由碳工具钢和低合金工具钢组成。其特点是合金元素含量低，加工性能好。淬火后硬化薄壳具有足够的韧性和抗疲劳性，但钢淬火和抗疲劳性较差。一般水淬碳素工具钢T10A模具钢和一般水油淬冷Cr二是典型代表。CrW5.韧性低，但耐磨性和抗咬性能优异。
适用于小批量生产的各种模具和抗冲击载荷模具。
(2)低变形冷作模具钢(含9)Mn2V、9Mn2、CrWMn、MnCrWV、9CrWMn、SiMnMo)该组钢的合金元素含量高于第(1)组，淬火硬化能力好，淬火操作工艺简单，零件淬火变形程度易于控制。但该组钢的韧性和回火阻力仍然较低，250℃残余奥氏体在左右回火过程中分解，使钢体积膨胀，增加低温回火的脆性。这组钢MnCrWV是综合性能优异的代表钢，9CrWMn钢铁在美国、英国等国最受欢迎，9Mn2钢是西欧、捷克等国家和地区流行的冷模具钢，广泛应用于美国的小型塑料模具。SiMnMo石墨钢具有优异的抗咬合性和耐磨性，欧美很多钢厂都有生产，国内用户很少。
该钢组是中小批量生产形状复杂的基础钢。
(3)微变形冷作模具钢(含)Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV)这组钢是高合金钢，属于低合金过共析钢，Cr12MoV钢是这组钢的典型代表。钢组的基本特点是淬火淬火性适中，耐磨性高，淬火后体积变化小。但其抗变形能力和抗冲击能力有限Cr2Mn2SiWMoV该组钢热稳定性高。
该钢组是批量生产冷冲模的基础钢，也是冷挤压模和冷轧模的主要材料。
(4)高强度冷作模具钢(含)W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2)本组钢是一种高强度、高回火稳定性、高耐磨性的通用高速钢。它是制造冷挤压模具的基本材料。但该组钢韧性差，合金元素消耗大，制造工艺性能差，调质后变形难以控制，原材料及后期热加工价格高。
(5)高强度高韧性冷作模具钢(含6)W6Mo5Cr4V、CG2、65Nb)这组钢是中碳高合金钢，碳化物过多，组织均匀。淬火组织主要是板条马氏体。结合多合金固溶强化和回火碳化物弥散强化，其基本特点是抗压强度低、热稳定性差、淬火变形后难以控制。
适用于制作大中型冷镦模具和精密模具。
(6)抗冲击冷作模具钢(含4)Cr2si、5CrW2Si、60Si2Mn、5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV、9SiCr)本组钢为中碳低合金钢，可进一步细分为硅锰钢60Si2Mn、铬钨硅抗冲击模钢4Cr2si、5CrW2Si、6CrW2Si。其基本特点是抗冲击疲劳性能优异，耐磨性低，抗压强度高。是各种冲剪工具、精密模具、冷轧模具的基本材料。
硅锰钢60Si2Mn它是一种流行的弹簧钢，可用于48个硬度，如内六角螺钉、硬合金模具预应力套筒等 ~ 52 HRC的小冲头。Cr-W-Si冲击模具钢是一种性能优异的冷热模具通用钢，广泛应用于世界各地。它具有强度高、韧性高、耐磨性好、等温回火适应性好等优点。钢中的铬和硅能保证淬火、疲劳强度和抗压强度，钨能细化晶粒，保证淬火。
5CrNiMo和5CrMnMo本来属于高韧性热作模具钢。由于其良好的淬火和高硬化能力，在低温回火或等温淬火状态下具有良好的强度和韧性，特别是对低间隙的敏感性。国内外主要用于承载条件差、易碎的重型冷模，但耐磨性低。5SiMnMoV如果厚度大于20，钢材主要用于厚钢板和重型冲孔模具的冲孔剪切工具mm钢板直剪厚度大于6mm圆盘剪、大中型圆钢、型钢下料剪、中厚板下料模、精密模具等。
(7)低合金空淬模具钢要求淬透性好，热处理变形小，强度和韧性好，耐磨性好。它是一种低合金气淬微变形钢，可以减少模具零件的淬火变形和开裂。
标准高合金冷作模具钢(如D2和A2)淬透性好，但合金含量高，成本高。因此，国内外开发的一些低合金微变形钢一般都含有Cr、Mn合金元素的总含量一般小于5%，适用于制造精密复杂、批量小的模具。典型的钢材，如美国A6.日立金属公司ACD大同特钢公司37钢G爱知钢铁公司04钢铁AKS3钢等。
我国的GD钢，经900℃淬火，200℃回火后，可在钢组织中保持一定量的残余奥氏体，韧性好，尺寸稳定性好，可用于制易碎冷模，使用寿命长。
（8）为了缩短模具制造周期，简化热处理工艺，节约能源，降低模具制造成本，日本开发了一些特殊的冷模具钢，以满足火焰淬火的要求。典型的例子是爱知钢SX105V(7CrSiMnMoV)和SX4(Cr8)日立金属HMD5和HMD一、大同特钢公司G05钢等。7CrSiMnMoV国内发展已经完成。
模具加工后，可用氧乙炔喷枪或其它加热器加热火焰淬火钢，然后空冷淬火。淬火后可直接使用。由于其工艺简单，在日本得到了广泛的应用。该钢的代表性钢种有7种CrSiMnMoV，淬透性好。φ80mm钢在油中淬火时，离表面30mm硬度可高达603HRC，心与表面硬度相差3HRC，180预热火焰淬火 ~ 200℃。将喷枪加热到900 ~ 1000℃淬火，硬度可达≥60HRC，可获得≥1.5mm的硬化层。
(9)为了提高冷模钢的韧性，降低钢的耐磨性，国外一些主要模钢厂家开发了一系列高韧性、高耐磨性的冷模钢。一般来说，这种钢含有约1%的碳和8.0%的铬。添加Mo、V、Si碳化物小，分布均匀，韧性远高于合金元素Cr耐磨性和12型钢Cr类似于12型钢。其硬度、抗弯强度、疲劳强度和断裂韧性高，回火稳定性高Cr适用于高速冲床和多工位冲床。
20世纪70年代，钒合金首次开发VascoDie(8Cr8Mo2V2Si)，包括美国在内的快速发展CRUCIBLE公司开发的CRU-WEAR铁，铁姆肯公司Lescowear、K日本杨珊特钢340钢博勒公司QCM8.大通特钢DC爱钢铁公司SX5(Cr8MoV)、TCD等钢材。中国也在发展LD钢、GM钢、ER5钢等。
这种钢代表日本低V含量的钢种DC53钢和高V含量耐磨钢。
回火后，DC53钢的韧性是D的两倍，抗疲劳强度是D的两倍D2高20%。运动后，退火后的超耐磨钢硬度可达225~255 HBS，淬火后的硬度可达63HRC。在480～570℃超耐磨钢具有明显的二次硬化效果，其耐磨性和韧性优于D2钢。
(10)基体钢高速钢因其优异的耐磨性和红硬性，已广泛应用于制造日本标准高速钢等高性能、长寿命的冷模具SKH51(W6Mo5Cr4V2)。通常通过降低淬火温度、淬火硬度或碳含量来提高高速钢的韧性，以满足模具的要求。
基体钢由高速钢发展而来，其化学成分相当于高速钢淬火基体。因此，淬火后残留碳化物数量少，分布均匀。与高速钢相比，钢的韧性大大提高。20世纪70年代初，美国和日本进行了研究VascpMA、VascoMatrix1和MOD最近开发了二级基体钢DRM1、DRM2、DRM3.一般用于韧性高、耐回火性好的冷模。我国还开发了一些基体钢，如65Nb(65Cr4W3Mo2VNb)、65W8Cr4VTi、65Cr5Mo3W2VsiTi等钢。
钢具有良好的强度和韧性，可广泛应用于冷挤压、厚板冷冲压、线轮、模具、冷轧模具等。也可用作温度挤压模具。
(11)莱比锡高合金冷模钢，特别是大截面钢，共晶碳化物粗大，分布不均匀，严重降低了钢的韧性、磨削性和各向同性。因此，近年来，国外生产模具钢的主要特种钢企业开发了一系列粉末冶金高速钢和高合金模具钢，使这些钢发展迅速。
国外模具钢粉冶金生产已成为一个重要的发展方向。2002年，美国坩埚厂年产能1.2万吨，而奥地利博勒厂仅生产1.8万吨粉末工具钢(主要是高速钢和冷模具钢)。粉末冶金工艺由于雾化钢粉冷却速度快，形成了细小均匀的碳化物，显著提高了模具材料的韧性、可磨性和各向同性。由于碳化物的小而均匀，这种特殊的生产工艺改进了机械加工和研磨。日本大同等一系列新型钢种，通过在钢中添加更高的碳含量和钒含量来开发DEX系列(DEX40、DEX60、DEX80等。)，日立金属的HAP系列，不二周助FAX系列，瑞典UDDEHOLM的VA-NADIS系列，法国Erasteel的ASP系列。美国CRUCIBLE粉末冶金工具钢发展迅速，形成CPM1V、CPM3V、CPM10V、CPM15V等一系列粉末冶金钢。与普通工艺生产的工具钢相比，其磨削性和韧性显著提高。20世纪80年代，中国对粉末冶金高速钢进行了研究，但没有工业化。
