冷作模具钢主要用于制造在冷态（室温）下压制成型工件的模具。 如冷冲压模具、冷拔模具、冷挤压模具等。

1、冷作模具钢的工作条件

冷作模具钢在工作中。 由于冷作模具钢被加工材料的变形抗力比较大，模具工作部分受到很大的压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。 因此，冷作模具钢报废的正常原因一般是磨损。 还存在由于过度断裂、塌陷力和变形而过早失效的情况。

2、冷作模具钢的失效分析

(1) 磨损 (2) 碎裂 (3) 塑性变形 (4) 开裂 (5) 粘附

3、冷作模具钢的性能要求

(1)耐磨性好，工作时保持刃口锋利；

冷作模具工作时，表面与毛坯之间会发生多次摩擦。 在这种情况下，模具仍必须保持较低的表面粗糙度值和较高的尺寸精度，以​​防止早期失效。

由于模具材料的硬度和组织是影响模具耐磨性的重要因素，为了提高冷作模具的耐磨性，通常要求模具的硬度比普通模具高30%～50%。工件的硬度，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上有均匀分布的细粒状碳化物。 为达到这一目的，钢中碳的质量分数一般在0.60%以上。

(2)淬火状态具有较高的硬度和一定的淬火深度；

(3)热处理变形小，形状复杂不易开裂；

(4)有一定的强度和韧性；

模具的强度是指模具零件在工作时抵抗变形和断裂的能力。 强度指标是冷作模具设计和材料选择的重要依据，主要包括拉伸屈服点、压缩屈服点等。屈服点是模具零件抗塑性变形能力的指标，也是常用的强度指标。

为了获得高强度，在模具制造过程中，必须根据模具的工作条件确定模具材料的韧性。 对于冲击载荷较强的模具，如冷作模具、冷镦模具等的冲头，由于冲击载荷较大，要求韧性较高。 对于正常工作条件下的冷作模具，通常要承受多次能量较小的冲击载荷。 模具的失效模式为疲劳断裂，因此模具不需要具有过高的冲击韧性值。

(5) 更好的红硬性和热软化能力

热软化能力反映了冷作模具钢在加载时温度升高对硬度、变形抗力和耐磨性的影响。 表征冷作模具钢抗热软化性能的主要指标是软化温度（℃）和二次硬化硬度（HRC）。

(7) 抗咬合能力强

抗咬合性实际上就是对“冷焊”的抵抗力。 通常在干摩擦条件下，将被测模具钢试样与有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）进行等速双摩擦运动，并以一定的速度逐渐增加载荷。 此时，扭矩也相应增大。 当负载增加到某个临界值时，扭矩突然急剧增加，这意味着发生咬合。 该负载称为“闭塞临界负载”。 临界载荷越高，抗咬合能力越强。

4、冷作模具钢的工艺性能要求

冷作模具钢的工艺性能直接关系到模具的制造周期和制造成本。 冷作模具钢的工艺性能要求主要包括锻造加工性能、切削加工性能、热处理加工性能等。

(1)锻造工艺

锻造不仅减少了模具材料的加工余量，节省钢材，而且改善了模具材料的碳化物偏析等内部缺陷，减少了有害杂质，改善了钢材的组织状态。

为了获得良好的锻件质量，对锻造性能的要求是热锻变形抗力低，塑性好，锻造温度范围宽，锻件裂纹、冷裂纹和网状碳化物析出倾向小。

(2)切削加工性

加工后磨损小，模具表面光滑。 冷作模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢。 大多数切割过程都很困难。 为了获得良好的切削加工性，需要进行正确的热处理。 对于表面质量要求较高的模具，采用含S、含Ca等元素的易切削模具钢。

(3)热处理加工性

热处理加工性能主要包括：淬透性、淬透性、抗回火性、过热敏感性、氧化脱碳倾向、淬火变形和开裂倾向等。

5、常用冷作模具分类及钢材推荐

(1)低合金冷作模具钢

SKS3、YK30、DF-2等常用来制造短寿命模具、工具支架等。淬透性比非合金模具钢好，表面硬度高，有一定的淬硬深度。

(2)中合金冷作模具钢

以Cr5Mo1V(A2)为代表，包括Cr4W2MoV、Cr5Mo1V等。由于其碳含量相对较低，铬含量也较低，属于过共析钢。 该类钢中碳化物主要为Cr7C3型，少量M 6 C和MC型。 它们具有耐磨性好、热处理变形小等特点。

(3)高合金冷作模具钢

以Cr12Mo1V1(D2)为代表，包括Cr12、Cr12W、Cr12MoV、Cr12MoV1、W6Mo5Cr4V2、5Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V等。

①SLD、Cr12MoV、Cr12Mo1V1(SKD11)、XW-41、DC53等常用来制造中等寿命模具钢。 具有高抗压强度、高淬火硬度、良好的淬火韧性和高耐磨性。 其中Cr12MoV、Cr12Mo1V1比Cr12具有更高的淬透性、硬度、淬火回火后的强度和韧性。 横截面在300-400mm以下的工件可完全硬化。 耐磨性和塑性也较好，变形小但耐高温。 塑性较差，用于各种铸件、锻件和模具，如：各种冲孔冲头、切边模、滚压模、缝模、拉丝模、标准工具和模具等。 Cr12Mo1V1比Cr12MoV具有更好的淬透性和韧性，但其余相同。

②常采用ASP23、ASP60SKH51、V4、V10等制造长寿命模具钢。 具有高抗压强度、高淬火硬度、良好的耐磨性和稳定性。

③VIKING是一种特殊类型的多用途工具钢，具有高韧性、高耐磨性的特点； 常用于热作模具，抗压强度和耐磨性不够，或冷作模具韧性不足，容易断裂的地方。 可用于冲裁模、拉深模、工程塑料模具等。

6、冷作模具钢的选用

(1)、形状简单，使用寿命短（10万件以下）

DF-2﹑O1﹑SKS3﹑YK30等

(2)、形状简单或复杂，使用寿命中等（10万-100万件）

SLD﹑XW-41﹑SKD11﹑2379

(3)、形状复杂，工作寿命长

ASP23﹑V4﹑V10等

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