一、冷作模具鋼

　　冷模鋼包括模具(落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀)

　　1.冷模鋼的工作條件和性能要求

　　工作時(shí)冷模具鋼。由于加工材料變形阻力大，模具的工作部分承受著巨大的壓力、彎曲力、沖擊力和摩擦力。因此，冷作模具正常報(bào)廢的原因一般是磨損，也有因斷裂、變形超差而提前失效。

　　冷模具鋼與刀具鋼相比有許多共同點(diǎn)。模具要求硬度和耐磨性高，抗彎強(qiáng)度高，韌性足，以保證沖壓過(guò)程的順利進(jìn)行。不同之處在于模具形狀和加I工藝復(fù)雜，摩擦面積大，磨損可能性大。因此，很難磨損。因此，耐磨模具在工作時(shí)需要更高的沖壓。由于形狀復(fù)雜，應(yīng)力集中，韌性高；模具尺寸大，形狀復(fù)雜。因此，它需要更高的淬火性、更小的變形和開(kāi)裂傾向?？傊?，冷模具鋼在淬火、耐磨、韌性等方面的要求高于刀具鋼。但在紅色硬度要求模具的鋼，如高耐磨性、微變形冷模具鋼和高韌性冷模具鋼，在紅色硬度要求低或基本不要求（因?yàn)樗抢湫纬傻模┑陌l(fā)展中也形成了。以下結(jié)合相關(guān)鋼材的選擇進(jìn)一步說(shuō)明。

　　2.鋼種選擇

　　鋼種的選擇可分為以下四種情況：

　　(1)尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、負(fù)荷輕的冷模。例如，小沖頭、剪鋼板剪刀等T7A、 T8A、T10A、T12A等碳工具鋼制造。這種鋼具有加工性好、價(jià)格便宜、來(lái)源方便等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是淬火性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，只適用于制造一些尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、負(fù)荷輕、硬化層不深、韌性高的冷模具。

　　(2)冷模尺寸大，形狀復(fù)雜，負(fù)荷輕。常用的鋼種有9種SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃鋼。這些鋼在油中的淬透直徑一般為40mm以上。其中9Mn2V鋼是近年來(lái)我國(guó)發(fā)展的一種Cr冷模用鋼.可替代或部分替代Cr的鋼。

　　9Mn2V鋼的碳化物不均勻性與淬火開(kāi)裂傾向的比率CrWMn鋼材小，脫碳傾向性比9SiCr鋼小，淬透性大于碳工具鋼。它的價(jià)格只比后者高30%左右，是一種值得推廣的鋼種。

　　但9Mn2V鋼材在生產(chǎn)和使用中也存在沖擊韌性低、斷裂等缺點(diǎn)。另外，回火穩(wěn)定性差，回火溫度一般不超過(guò)180℃在200℃回火時(shí)，抗彎強(qiáng)度和韌性開(kāi)始出現(xiàn)低值。

　　9Mn2V鋼可在冷卻能力較輕的淬火介質(zhì)中淬火，如硝鹽和熱油。奧氏體等溫淬火可用于一些變形要求嚴(yán)格、硬度要求低的模具。

　　(3)冷模尺寸大，形狀復(fù)雜，負(fù)荷重。必須使用中合金或高合金鋼鋼鋼Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等等，還有高速鋼。

　　近年來(lái)，使用高速鋼制冷模具的趨勢(shì)越來(lái)越大，但應(yīng)該指出的是，它不再利用高速鋼獨(dú)特的紅硬優(yōu)勢(shì)。淬火性高，耐磨性高。因此，在熱處理過(guò)程中也應(yīng)存在差異。

　　在選擇高速鋼制冷模具時(shí)，應(yīng)采用低溫淬火，以提高韌性。例如 W18Cr4V鋼刀常用的淬火溫度為1280-1290℃。制作冷模時(shí)，應(yīng)使用1190℃低溫淬火。另一個(gè)例子 W6Mo5Cr4V2.低溫淬火后，壽命可大大提高，特別是損壞率明顯降低。

　　〔4)冷作模具受沖擊負(fù)荷影響，刀間薄。如上所述。前三種冷模鋼的使用性能要求主要是耐磨性高，均采用高碳過(guò)分析鋼甚至榮氏體鋼。對(duì)于一些冷模具，加上切邊建筑、切模等。它的對(duì)口很薄。高沖擊韌性應(yīng)優(yōu)先考慮沖擊載荷?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q這一矛盾。①減少合碳量。采用亞共折鋼，避免一次和二次碳化物導(dǎo)致鋼韌性下降；②加入Si．、Cr等合金元素。為提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度(240-270)℃回火)有利于在不降低硬度的情況下充分消除淬火應(yīng)力，提高吉祥度；②加入W等元素形成難熔碳化物，細(xì)化晶粒，提高韌性。常用的高韌性冷作模具鋼有6種SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。

　　3.充分發(fā)揮冷作模具鋼的性能潛力

　　在用Cr在12型鋼或高速鋼制冷模具中，一個(gè)突出的問(wèn)題是鋼脆性大，使用時(shí)容易開(kāi)裂。因此，碳化物必須通過(guò)充分鍛造來(lái)細(xì)化。此外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)新的鋼種。新鋼種發(fā)展的重點(diǎn)應(yīng)該是降低鋼的碳含量和碳化物形成元素的數(shù)量。

　　Cr4W2MoV 鋼具有硬度高、耐磨性高、淬火性好等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的回火穩(wěn)定性和綜合力學(xué)性能。用干硅鋼板沖洗模具等。能使壽命比Cr12MoV鋼增加1~3倍以上，但鋼鍛溫區(qū)狹窄，鍛造河縣開(kāi)裂。嚴(yán)格控制鍛造溫度和操作規(guī)定Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低，淬火變形小，淬火性高W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼的特點(diǎn)是碳化物的不均勻性和韌性大大提高。

　　二、熱作模具鋼

　　1.熱作模具的工作條件

　　熱模具包括錘鍛模具、熱擠壓模具和壓鑄模具。熱模工作條件的主要特點(diǎn)是與熱金屬接觸，這是與冷模工作條件的主要區(qū)別。因此，它將帶來(lái)以下兩個(gè)問(wèn)題：

　?。╨）在模腔表面加熱金屬。錘鍛模工作時(shí)，模腔表面溫度可達(dá)300~400℃上述熱擠壓?？蛇_(dá)500-8000℃以上；壓鑄模腔溫度與壓鑄材料的類型和澆筑溫度有關(guān)。如果鑄黑色金屬，模腔溫度可達(dá)1萬(wàn)℃以上。如此高的使用溫度會(huì)顯著降低模腔表面的硬度和強(qiáng)度，使用時(shí)容易放置。因此，熱模鋼的基本使用性能要求是熱塑性變抗力高，包括高溫硬度、高溫強(qiáng)度和高熱塑性變抗力，實(shí)際上反映了鋼的高回火穩(wěn)定性。因此，我們可以找到熱模鋼合金化的第一種方法，即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高鋼的回火穩(wěn)定性。

　　(2)模腔表面金屬產(chǎn)生熱疲勞(開(kāi)裂)。熱模的工作特點(diǎn)是間歇性的。熱金屬每次形成后，用水、油、空氣等介質(zhì)冷卻模具腔表面。因此，熱模的工作狀態(tài)是反復(fù)加熱和冷卻，使模腔表面的金屬產(chǎn)生反復(fù)的熱膨脹和冷收縮，即反復(fù)承受拉應(yīng)力。因此，模腔表面開(kāi)裂稱為熱疲勞。因此，對(duì)熱模具鋼的第二個(gè)基本使用性能要求，即熱疲勞阻力高。一般而言，影響鋼熱疲勞抗力的主要因素有：

　?、黉摰膶?dǎo)熱性。鋼的導(dǎo)熱性高，可降低模具表面金屬的加熱程度，從而降低鋼的熱疲勞傾向。一般認(rèn)為鋼的導(dǎo)熱性與碳含量有關(guān)，碳含量高時(shí)導(dǎo)熱性低，因此高碳鋼不應(yīng)用于熱模鋼。碳鋼通常用于生產(chǎn)（C0.3%5~0.6%)合碳過(guò)低會(huì)降低鋼的硬度和強(qiáng)度。