模具钢的性能及应用

模具是制造业重要的基础工艺装备。 模具的种类很多，共有10大类，其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻造模具、橡胶模具、粉末冶金模具等是主要类别。 模具的技术水平已成为衡量一个国家产品的重要指标之一。 没有高水平的模具，就没有高水平的产品。

模具钢的性能及应用

模具的性能和使用寿命直接影响产品的质量和经济性。 模具钢的工艺性能会影响模具加工的难易程度、模具加工的质量和加工成本。 只有选择合适的模具钢材和热处理工艺，模具才能获得优良的工作性能和较长的使用寿命。

1、模具钢的性能

1、冷作模具钢的使用性能和工艺性能

冷作模具钢在工作时受到机械力的作用，如拉伸、弯曲、冲击、疲劳等工况，产生变形、脆性断裂、剥落、磨损等情况，引起模具早期失效。 因此，冷作模具应具有抗变形、抗疲劳、抗磨损、抗断裂的能力。

衡量冷作模具抗变形能力的主要技术指标是硬度、抗压强度、抗弯强度等，通过测量一次性脆性断裂抗力和抗疲劳断裂能力，可以了解冷作模具的抗断裂能力。 耐磨性也是冷作模具的主要基本性能之一。 通过模拟试验，测量不同化学成分和组织状态下的冷作模具钢的耐磨性，以反映不同条件下的耐磨水平。

冷作模具钢的工艺性能主要从锻造加工性、切削加工性、热处理加工性等方面考虑。

锻造加工性能决定了冷作模具钢的锻造性能。 切削加工性能决定了模具的切削加工性能。 热处理工艺要求材料的退火工艺范围宽、淬透性好、淬透性高、淬火变形倾向小、脱碳敏感性低。

2、热作模具钢的性能及要求

热作模具钢主要有三大类，即热锻模具、热挤压模具和压铸模具。 热锻模具在工作时承受较大的冲击，模具工作表面升温较快。 锻造后，模具冷却，模具型腔与锻件材料相互摩擦而遭受热磨损。 热挤压模具和压铸模具要求具有较高的热稳定性和抗回火性。 因此，热作模具钢有几个基本性能。 高淬透性保证了模具均匀的机械性能。 具有高冲击韧性、高抗热疲劳性能、导热性能好、模具型腔散热快等特点。 为了减少热变形，提高热作模具钢的韧性和红硬性。

热作模具钢的工艺性能主要要求有良好的可锻性、优良的加工性能、较高的抗热疲劳性能、较低的淬火变形倾向。

3、塑料模具钢的使用性能和工艺性能

一般来说，塑料模具钢在运行过程中抗变形能力很小，不受热、压力和磨损的严重影响。 因此，与冷作、热作模具钢相比，其基本性能要求并不太高。 主要性能是硬度高、淬透性好、硬化层深、有足够的强度和韧性。 对于一些塑料制品，还要求模具钢具有一定的耐腐蚀性能。

塑料模具钢结构复杂，精度要求高，其工艺性能也必须得到保证。 如热处理变形小、淬透性好、机械加工性能好、抛光耐磨性优良等。

2、模具钢材的选择及应用

模具钢的选择和应用由于其影响因素较多，一直是模具设计和制造中的难题。 通过对各类模具钢性能的了解、熟悉、掌握和使用，我们将熟悉模具材料的最佳性能并制作相应的模具。 了解产品的生产条件，选择合适的模具钢材，并对模具进行加工制造，使模具钢材发挥其最佳性能。

1、冷作模具

各种冷作模具有不同的主要性能要求。 例如：冲裁模具要求强度高、耐磨、韧性好。 一般采用T8、Cr12MoV等冷作模具钢。 冲压模具主要要求耐磨，可选用Cr12MoV、7CrSiMnMoV等。 冷拔模具要求耐磨性好、淬透性好、热处理变形小。 选用T10、Cr5Mo1V、7Cr7Mo2V2Si等。 冷挤压模具要求强度高、耐磨性优良，可采用6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、高速工具钢等材料。

2.热作模具

主要用于制造锤锻模具、热挤压模具、压铸模具。 工作条件截然不同。 选择热作模具钢时，必须根据其工作条件选择合适的模具钢。

锤锻模具是在高温、高压、高速冲击条件下工作的模具。 它们需要高淬透性和良好的韧性、强度和耐磨性。 一般采用5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr3Mo3WV等。 如果要求较高，可选用4Cr5MoSiV、4Cr5W2SiV。

压铸模具要求具有较高的热强度、热稳定性、良好的韧性、导热性和加工性能以及热疲劳和冷疲劳性能。 可采用4Cr5MoSiV、4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNb等热作模具钢。

3、塑料模具

塑料模具的工作条件与冷作模具不同。 一般在150~200℃下进行，除一定的压力外，还受温度的影响。

模板材料要求有一定的强度和耐磨性，采用45或50钢经调质处理后。 模压制品要求具有高强度和耐磨性。 选择高碳工具钢或低合金工具钢。 一些形状复杂、精度较高的产品要求切削加工性能好、热处理变形小、抛光性能优良。 如果镜面质量要求高，可以采用10Ni3MnCuAl。 若要求耐腐蚀，可选用4Cr13或马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr16Ni4Cu3Nb。 一般可采用3Cr2Mo、3Cr2MnNiMo、Y55CrNiMnMoV等。

事实上，任何优质新型模具钢都很难满足模具的所有性能要求。 选择时，应根据实际使用条件和模具钢的主要性能要求，选择合适的模具材料。

使用

加工模具时使用。 由于模具的用途广泛，各种模具的工作条件差异很大，所以制造模具所用的材料也多种多样。 应用最广泛的模具材料是模具钢。 从普通碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢到满足特殊模具需要的马氏体时效钢、粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢一般可分为三类：冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢。

发展方向

模具变得越来越大。 一方面，模具成型林变得越来越大。 另一方面，为了提高生产效率，一个模具有多个型腔，因此对大型模具钢材的需求量将逐年增加； 模具的精度越来越高，要求钢材的质量和尺寸要好。 稳定性好； 塑料模具钢和压铸模具钢的需求量持续增加； 中高端模具钢需求持续增加，低档模具钢出现过剩； 此外，随着模具标准件的应用日益广泛，模具标准化和商品化程度的提高将对模具钢材的质量、品种规格和交货周期提出更高的要求。 这种模具钢类似于 4330 合金，采用洁净钢技术生产。 它具有出色的尺寸稳定性，并经过现场验证，可用于锌、铝合金压铸、塑料和橡胶模具以及形成所有类型的金属板。 它将接受各种形式的表面处理，包括火焰和感应淬火、碳化物涂层、PVD 和氮化。 因此，SKD61模具钢不仅具有模具钢的优点，而且还具有一些合金钢产品的特点。 将带动国内模具钢行业的大发展。

因此，钢铁企业必须根据国内模具制造业的发展趋势和模具市场的需求，重点研发高精度、高韧性、耐腐蚀、高品质的模具钢新品种，使国产热作、冷作模具钢达到世界先进水平。 相信未来，我们模具钢生产的质量和技术会越来越好，模具钢市场也会发展得更快更好，从而引领国内模具钢行业走向更高的发展水平。 美好的未来让我们拭目以待。

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