冷作模具鋼的使用性能及分類

　　冷作模具是在常溫下對材料進行壓力加工或其他加工所使用的模具。在模具制造中，目前應用最多的冷作模具材料是冷作模具鋼和硬質合金。制造模具的材料特性、熱處理方式或工藝等是模具制造的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)制造和使用要求合理地選擇冷作模具材料則更重要。  
⒈冷作模具材料的使用性能要求  
⑴沖裁模具鋼性能的要求   
①沖裁模的正常失效形式主要是磨損，經(jīng)過一段時間的使用，刃口會逐漸變得圓鈍。當磨損到一定程度，沖裁件則產(chǎn)生毛刺而影響制件質量。 
②沖裁模具用鋼的主要性能要求應滿足高硬度和高耐磨性；應具有足夠的抗壓和抗彎強度，同時應具有適當?shù)捻g性。  
⑵冷礅模具鋼性能的要求   
①冷鐓模的主要失效形式是：凸、凹模工作表面的磨損擦傷、凸模折斷、凹模開裂、凸模鐓粗而凹模模口脹大和棱角堆塌等。 
②鑒于冷鐓模的工作條件惡劣，首先要求其要有足夠的硬度。在通常情況下，凸模的硬度為   60～62hrc，凹模的硬度為58～60hrc。  
⑶冷拔模具與成型模具鋼性能的要求  
①成型模具的主要失效形式是磨損，而拉拔模具除了嚴重的磨損以外，還會產(chǎn)生膠合現(xiàn)象。 
②拉拔模的性能要求主要是具有較高的耐磨性，凸模硬度一般要求是58～62hrc，凹模硬度要求是62～64hrc，并且還要求具有良好的抗咬合性。成型模具的耐磨性要求比較低， 通常凸模的硬度為54～58hrc，凹模的硬度為56～60hrc，但要求韌性較高。  
⒉冷作模具鋼的性能及分類  
    冷作模具鋼的熱處理工藝要求具有如下特點： 
①淬透性和淬硬性；②耐回火性；③過熱敏感性；④氧化脫碳傾向；⑤淬火變形和開裂傾向。  
⑴低淬透性冷作模具鋼 
①低淬透性冷作模具鋼的性能 
    低淬透性冷作模具鋼的特點是含合金元素少，回火抗力低，淬透性低，硬化層淺，因而其承載能力低。這類鋼的主要用途是各種中、小批量生產(chǎn)的冷沖模，以及需要在薄殼硬化狀態(tài)使用的整體式冷鐓模、沖剪工具。 
②低淬透性冷作模具鋼的種類 
    低淬透性冷作模具鋼包括t7a、t8a、t12a、t10a、8mnsi、cr2、9cr2、cr06、gcr15、crw5。  
⑵低變形冷作模具鋼及熱處理  
①低變形冷作模具鋼的性能 
    低變形冷作模具鋼的基本優(yōu)點是具有較好的淬硬性（61～64hrc）和淬透性，f 60～120mm工件能于油或硝鹽中淬硬，淬火操作簡便，淬裂、變形傾向低，并易于控制。低變形冷作模具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后含有8%～15% 的殘余奧氏體和5%～10% 的碳化物。殘余奧氏體在250℃左右回火后分解，使體積膨脹，并加劇低溫回火脆性。  
②低變形冷作模具鋼的種類 
    包括crwmn、9mn2v、9crwmn、9mn2、mncrwv、simnmo。 
⑶高耐磨微變形冷作模具鋼及熱處理  
①高耐磨微變形冷作模具鋼的性能 
    高耐磨微變形冷作模具鋼的特點是具有高淬透性、微變形、高耐磨性、高熱穩(wěn)定性、高的抗壓強度（僅次于高速鋼），是制造冷沖裁模、冷鐓模、螺紋搓絲板的主要材料，這種鋼的消耗量在冷作模具鋼中居于首位。  
②高耐磨微變形冷作模具鋼的種類 
    包括cr12、cr12mov、cr12mo1v1、cr5mo1v、cr4w2mov、cr12mn2siwmov、cr6wv、cr6w3mo2.5v2.5。 
⑷高強度高耐磨冷作模具鋼及熱處理  
①高強度高耐磨冷作模具鋼的性能 
    高強度高耐磨冷作模具鋼的具有高強度、高抗壓性、高耐磨性和高熱穩(wěn)定性等特點，主要用于制造重負荷沖頭，如冷擠壓黑色金屬的凸模，冷鐓沖頭，中厚鋼板孔沖頭；直徑小于f5mm～f6mm的小凸模，以及用于沖裁奧氏體鋼、彈簧鋼、高強度鋼板的中、小型凸模和粉末冶金模等。  
②高強度高耐磨冷作模具鋼的種類 
    包括w18cr4v、w6mo5cr4v2、w12mo3cr4v3n等高速鋼。 
⑸高強韌性冷作模具鋼及熱處理  
①高強韌性冷作模具鋼的性能 
    高強韌性冷作模具鋼的強度、韌性、沖擊疲勞斷裂抗力，均優(yōu)于高速鋼或高碳高鉻鋼，而抗壓性和耐磨性稍遜于前者。使用壽命比高速鋼或高碳高鉻鋼大幅提高。  
②高強韌性冷作模具鋼的種類 
    包括6w6mo5cr4v、65cr4w3mo2vnb、7gr7mo2v2si、7grsimnmov、6grnisimnmov、 8gr2mnwmovs。 
⑹抗沖擊冷作模具鋼及熱處理  
①抗沖擊冷作模具鋼的性能 
    抗沖擊冷作模具鋼的特點是過剩碳化物少，組織均勻，由于多元合金的固溶強化作用和回火碳化物的彌散強化，使其具有高強度、高韌性、高沖擊疲勞抗力，主要用于沖剪工具和大、中型冷鐓模、精壓模等?？箾_擊冷作模具鋼的弱點是抗壓能力低，熱穩(wěn)定性差，淬火變形難以控制。  
②抗沖擊冷作模具鋼的種類 
    包括4grw2si、5grw2si、6grw2si、9grsi、60si2mn、5grmnmo、5grnimo、5simnmov等。 
⑺特殊用途冷作模具鋼及熱處理  
①特殊用途冷作模具鋼的性能 
    特殊用途冷作模具鋼主要包括耐腐蝕模具鋼和無磁模具鋼。 
    耐腐蝕模具鋼制造的模具，除了應具有冷作模具的一般使用性能外，還要求具備良好的耐腐蝕性。 
    無磁模具鋼除了應具有冷作模具的一般使用性能外，還要求在磁場中使用不被磁化。常用的材料有奧氏體不銹鋼和奧氏體耐熱鋼。  
②特殊用途冷作模具鋼的種類 
    特殊用途冷作模具鋼中，9gr18、gr18mov、gr14mo、gr14mo4等為耐腐蝕模具鋼；1gr18ni9ti、5gr21mn9ni4w、7mn15gr2al3v2wmo等為無磁模具鋼。  
⑻硬質合金模具材料及熱處理  
①硬質合金模具材料的性能 
    硬質合金模具材料包括普通硬質合金（簡稱硬質合金）和鋼結硬質合金兩類。 
    硬質合金有高的耐磨性和熱硬性，高的抗壓強度，其耐磨性比高速鋼高15～20倍，常用來制作高效率、高精度的模具，如沖裁模、冷鐓模、熱擠壓模，特別是用來制作多工位級進模的凸凹模部分。但是硬質合金比較脆，抗彎強度和沖擊韌性差，且不能進行機械加工，所以其使用受到一定限制。  
②硬質合金模具材料的種類 
    普通硬質合金包括yg8、yg15、yg20、yg25等。鋼結硬質合金包括gt23、tlmw50、dt等。