模具鋼基礎知識

一、基本分類

1.鋼材種類極雜且多，其中模具用鋼材分三類：

a.塑料模具鋼：高拋光度

b.熱作工具鋼：高強度、耐高溫

c. 冷作工具鋼：耐高壓、耐磨損mdash;mdash;lsquo;高速工具鋼rsquo;為其一分支

2.常見牌號標志：

a.jismdash;mdash;日本工業(yè)規(guī)格

b.astmmdash;mdash;美國材料試驗協(xié)會規(guī)格

c.aisimdash;mdash;美國鋼鐵協(xié)會規(guī)格

d.dinmdash;mdash;德國國家規(guī)格

二、使用慣例

1.p20，最常用的塑料鋼

2.pds5，類似p20，但比p20難加工，缺點是溫度較高易硬化

3.pds1，不等于s45c，不是型腔用，使用在模架，以降低成本

4.若要求耐用性，則模架材料s50c或s55c，國內常見克難辦法為s45c鍛打，硬度更高，耐磨性比s50c更好注：曾有人表示s45c鍛打優(yōu)于s50c的耐磨性，事實上,該s50c恐有偽劣產(chǎn)品之嫌

5.型腔鋼材對硬度要求高于p20時，可選用nak80，利于耐用

6.選擇傾向：

a.塑膠鋼：即用在塑膠射出成模，再區(qū)分鏡面拋光、耐蝕性等要求

b.冷作鋼：用在導柱套標準零件，也用在精密五金?；蚰湍サ乃苣z模或冷沖模

c.熱作鋼：鋁或鋅合金壓鑄模

7.塑料鋼許多都是預硬型，以免熱處理變形

8.各類鋼材成份傾向：中碳：含c量0.3mdash;0.8％

a.塑料鋼：中碳或低碳少量鎳鉻系（1mdash;10％）或中量接近sus420不銹鋼鉻系（gt;10％）耐腐蝕

b.熱作鋼：中c，少量cr

c.冷作鋼：高c注：高速鋼：高c，少量鎢鉬釩系（甚至加鈷）。加少量鉻可增加強度。

9.大類區(qū)分解說：

a.

冷作鋼：此類鋼種在常溫下使用，由于硬度高與耐磨要求，含碳量屬于高碳鋼（cgt;0.8％）,甚至加入少量多鎢鉬釩元素，表助于提高耐磨性，另外，高硬度須防范發(fā)脆，故添加鉻（約4mdash;12％）以提高韌性和強度，也常輔之以錳元素

b.

熱作鋼：此類鋼種主要要求在于500mdash;850℃左右較高溫度的使用環(huán)境，故而耐高溫的鎢鉬釩系元素與冷作鋼相當，因其耐磨性非主要要求，是以含碳量僅屬于中碳鋼（0.3mdash;0.8％），且其進而對韌性的影響減少，故含鉻量略下降（約3mdash;5.2％）

c.

塑料鋼：模腔表面的耐磨蝕為其主要要求，故屬于低碳鋼（clt;0.3％）以減少其氧化傾向，并添加中量鉻或少量鎳鉻元素以提高其耐腐蝕性能

三 .模具鋼的選擇

1.成形方法:可從兩種基本材料類型中選擇：

a.熱加工工具鋼，它能承受模鑄、鍛造和擠壓時的相對高的溫度。

b.冷加工工具鋼，它用于下料和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加壓成形。

一些塑料會產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)品，例如pvc塑料。長時間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體、酸、冷卻／加熱、水或儲存條件等因素也會產(chǎn)生腐蝕。在這些情況下，推薦使用不銹鋼材料的模具鋼。

2.模具尺寸：大尺寸模具常常使用預硬鋼，整體淬硬鋼常常用于小尺寸模具。

3.模具使用次數(shù)：

長期使用(gt;1000000次)的模具應使用高硬度鋼，其硬度為48mdash;65hrc。

中等長時間使用(100000mdash;1 000000次)的模具應使用預硬鋼，其硬度為30一45hrc。

短時間使用(lt;1 00000次)的模具應使用軟鋼，其硬度為160mdash;2 50 hrc。

4.表面粗糙度：

許多塑料模具制造商對好的表面粗糙度感興趣；當添加硫改善金屬切削性能時，表面質量會因此下降，硫含量高的鋼也變得更脆。

crl2　性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有較好的淬透性和良好的耐磨性。由于鋼中碳質量分數(shù)最高可達

2.30％，從而鋼變得硬而脆，所以沖南韌性較差，幾乎不能承受較大的沖擊荷載，易脆裂，而且易形成不均勻的共晶碳化物。

用途：用于制造受沖擊荷載較小，且要求高耐磨性的冷沖模和沖頭，剪切硬且薄的金屬的冷切剪刃、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺絲滾模等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、冷拉材、鍛材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

crl2mo1v1

性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，無特殊要求時鉆不作為必加元素。由于鉬和釩的含量比crl2mov

高，故鋼的組織和晶粒度進一步細化，提高了鋼的淬透性、強度和韌性，使鋼的綜合性能更好。

用途：用于制造要求高耐磨性的大型復雜冷作模具，如冷切剪刀、切邊模、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、滾邊模和要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

crl2mov

性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透，且具有很高的耐磨性，淬火時體積變化小。其碳含量比crl2鋼低很多，且加入了鉬、釩，因此，鋼的熱加工性能、沖擊韌性和碳化物分布都得到了明顯改善。

用途：用于制造斷面較大、形狀復雜、耐磨性要求高、承受較大沖擊負荷的冷作模具，如冷切剪刀、切邊模、滾邊模、量規(guī)、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、形狀復雜的沖孔凹模、鋼板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

cr5molv

性能：合金含量中等，由于含有鉬和釩，所以鋼的淬透性良好，碳化物分布均勻，具有一定的沖擊韌性和較好的耐磨性。

用途：用于制造定型模、鉆套、冷沖模、沖頭、切邊模、螺紋滾模、搓絲板和量規(guī)等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

9mn2v

性能：綜合力學性能比碳素工具我鋼，具有較高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火時變形較小。由于鋼中含有一定量的釩，細化了晶粒，減小了過熱敏感性。碳化物不均勻性比crwmn鋼好。

用途：用于制造各種精密量具、樣板，以及一般要求的尺寸較小的沖模、冷壓模、雕刻模、料模、剪刀、絲錐、板牙和鉸刀等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

根據(jù)需方要求可供應中小規(guī)格的模塊。

crwmn

性能：具有較高的淬透性，由于加入1.20％~1.60％（質量分數(shù)）鎢，形成碳化物，所以在淬火和低溫回火后具有一定的硬度和耐磨性。鎢有助于保持細小晶粒，從而使鋼具有較好的韌性，該鋼對形成網(wǎng)狀碳物比較敏感，而且這種碳公物網(wǎng)使工具刃部有剝落的危險。

用途：使用較為廣泛的冷作模具鋼。用于制造量具，如板牙、塊規(guī)、樣柱和樣套，，以及形狀復雜的高精度沖模等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、銀亮鋼絲、熱軋鋼板、冷軋鋼板。

9crwmn

性能：低合金冷作模具鋼，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火變形較小，碳化物分布均勻且顆粒細小。

用途：用于制造截面不大的，而形狀較復雜的冷沖模，以及量規(guī)、樣板等量具。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、冷軋鋼板。

cr4w2mov

性能：新中型合金冷作模具鋼，性能較穩(wěn)定，與高合金冷作模具鋼crl2、crl2mov相比，用其制成的模具使用壽命明顯提高。該鋼的共晶碳化物顆粒細小，分布均勻，具有較高的淬透性和淬硬性，以及較好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。但鋼的熱加工溫度范圍較窄，變形抗力較大。

用途：用于制造各種沖模、冷鐓模、落料模、拉延模、冷擠壓凹模和搓絲板等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材。

根據(jù)需方要求可供應小規(guī)格模塊。

6cr4w3mo2vnb

性能：高韌性冷作模具鋼，其化學成分接近高速工具鋼的基體成分，屬于一種基體鋼。因此，它具有高速工具鋼的高硬度和高強度。又因該鋼沒有過剩的碳化物，所以具有較高的韌性和疲勞強度。該鋼含有0.20％~0.35％（質量分數(shù)）的鈮，使晶粒細化，并提高晶粒精化溫度，從而提高了鋼的韌性，改善了其工藝性能。

用途：用于制造冷擠壓模具、冷鐓模、螺釘沖頭、冷沖模、拉延模和搓絲板等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材。

根據(jù)需方求可供應部分扁鋼或其他條鋼。

6w6mo5cr4v

性能：低碳高速工具鋼類型的冷作模具鋼，其淬透性好，并具有類似高速工具鋼的高硬度、高耐磨性、高強度等綜合性能，還具有比高速工具鋼韌性好的特性。用該鋼制造的冷擠壓模壽命較長。因鋼中鉬含量較高，其熱加工溫度范圍稍窄，變形抗力較大。此鋼易脫碳。

用途：用于制造冷擠壓凹模和上下沖頭等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材。

根據(jù)需方要求可供應中小規(guī)格模塊。