常用模具钢材介绍及选材 市场部 承受大载荷的重型模具应采用高强度材料； 承受强烈摩擦和磨损的模具应采用硬度高、耐磨性好的材料； 承受较大冲击载荷的模具应选择韧性高的材料。 结构复杂、尺寸较大的模具应采用淬透性好、变形小的高合金材料； 或者做成镶嵌结构。 小批量生产或新产品试制时，可采用碳钢等通用材料； 当生产批量大或自动化程度高时，应采用高合金钢或钢结硬质合金等材料。 考虑到模具材料的工艺性能，具有优良的锻造性能和切削加工性能，淬透性好，氧化脱碳和淬火变形开裂倾向小。 经济1.分类：碳素工具钢、油淬冷作模具钢、空淬冷作模具钢、高碳高铬冷作模具钢、基础钢和低碳高速钢、高耐磨高强度冷作模具钢模具钢及其他冷作模具 3、失效模式：断裂、变形、磨损、粘连、啃咬、软化等 4、性能要求：抗变形、抗磨损、抗断裂、抗疲劳、抗软化硬度和耐磨性硬度和耐磨性是冷作模具材料最基本的性能之一。 硬度应比工件硬度高30%~50%，一般为58~64HRC，以保证模具在工作过程中抗压、耐磨、变形、粘连。 强度和韧性模具材料应具有足够的强度和韧性，以防止模具在冲击载荷作用下发生脆性断裂。 热硬度保证模具在高速冲压或重载冲压过程中不会因温升而软化。

抗疲劳性能可防止模具在交变载荷作用下发生疲劳损坏。 5、工艺性能：切削加工性应具有良好的切削加工性； 球化退火提高冷作模具材料的切削加工性； 选择含有S、Ca等元素的易切削模具材料。 应具有良好的淬透性和淬透性，保证冷作模具能在温和的冷却介质中淬火硬化； 淬火后很容易获得高且均匀的硬度（58~4HRC）并获得较深的淬火层。 淬火变形小，对淬火温度、模具尖角等因素不敏感，淬裂倾向小。 碳素工具钢的优点：价格便宜，易于锻造成型，切削性能较好。 缺点：淬透性差，变形和开裂倾向大，耐磨性和热强度低。 碳素工具钢/碳素工具钢 碳素工具钢 碳素工具钢常用牌号：T7A、T8A、T10A、T12A等。 机械性能：含碳量的影响。 钢的硬度主要由碳含量和组织决定。 含碳量越高，硬度越高，耐磨性越好。 淬火温度的影响适当提高淬火温度可以增加淬硬层的厚度，从而提高模具的承载能力，但淬火温度过高会降低强度和韧性。 回火温度的影响：碳素工具钢的硬度随着回火温度的升高而降低。 150~300℃回火后，随着回火温度的升高，抗弯强度和冲击韧性显着提高。 因此，应根据不同钢种选择最佳回火温度。 工艺性能：锻造性能碳素工具钢热变形抗力低，锻造温度范围宽，锻造加工性能良好。

锻后退火和正火的碳素工具钢模具毛坯需要进行退火，使其具有良好的工艺性能，并为切削和淬火准备组织。 /碳素工具钢/碳素工具钢碳素工具钢的调质工艺油淬火制作模具钢：在碳素工具钢合金元素的基础上添加适量的Cr、Mo、W、V、Si、Mn等。 目的：提高钢的淬透性、力学性能和回火稳定性。 特点：具有高硬度和中等淬透性。 CrWMn钢的淬透性比9Mn2V等钢要好，而9Mn2V钢可以在较低的温度下淬透，其淬火变形会稍小。 常用油淬模具钢：CrWMn、9CrWMn、9Mn2V、MnCrWV钢等。 2、冷作模具材料及性能要求/油淬冷作模具钢 CrWMn钢机械性能：具有较高的硬度和耐磨性，韧性好，可降低过热敏感性，淬火变形小。 工艺性能：锻造工艺初锻温度1100-1140℃，终锻温度800-850℃。 锻造后应空冷至650~700℃，然后转入热灰中缓慢冷却。 退火工艺 CrWMn钢锻后需进行等温球化退火。 退火加热温度为790~830℃，等温温度为700~720℃。 退火后的组织比较均匀，退火硬度约为255~207HBS。 淬火工艺的淬火加热温度为820~840℃，油淬硬度为63~65HRC，直径40~50mm的钢件可在油中彻底淬火。

CrWMn钢经860℃加热，280℃等温淬火后，其强度和韧性显着提高。 回火工艺的回火温度为200℃，回火硬度为60~62HRC。 应用范围：轻载冲裁模具、轻载拉深模具、弯曲翻边模具。 模具钢材质选用9Mn2V钢的特点：9Mn2V钢是利用我国丰富的锰、钒资源开发的无铬冷作模具钢； 锰的质量分数高达1.70%～2.00%； 该钢具有良好的淬透性。 机械性能：9Mn2V钢的碳化物比CrWMn钢少，颗粒较大，耐磨性不如CrWMn钢，但仍比T10钢高6-7倍。 锰降低钢的Ms点，淬火后留下更多的奥氏体，特别是比CrWMn钢。 因此，淬火变形比CrWMn钢小，但其尺寸稳定性不如CrWMn钢。 9Mn2V钢的淬透性接近9SiCr钢，低于CrWMn钢； 缺点：回火稳定性差，几乎与碳素工具钢相似。 模具钢材料选用9Mn2V钢工艺性能：锻造工艺初锻温度1130～1160℃，终锻温度800℃，空冷至650～700℃，然后缓冷。 退火工艺加热温度为750~770℃，保温3~5h。 等温温度680~700℃，保温4~6h。 淬火工艺：淬火温度780~820℃，油冷，硬度在62HRC以上，热处理变形小。 回火工艺：回火温度150-200℃，空冷，硬度60-62HRC，回火温度200-300℃，有回火脆性，体积膨胀显着，应努力防止。

用途：适用于制造一般所需的小型冷冲模具、冷压模具和雕刻模具 9SiCr钢 9SiCr钢是一种特种切削工具钢。 还可用于制造机床附件和冷作模具，如印刷模、滚齿模、搓丝板、冷冲模等，目前正逐步应用于负荷较大的模具，部分替代Crl2钢。 模具钢的选用 2.冷作模具材料及性能要求/模具钢的选用 9SiCr钢机械性能：室温至900℃的机械性能如下表所示。 9SiCr钢工艺性能：锻造过程中初锻温度为1050~1100℃，终锻温度为850~800℃，锻造退火过程中加热温度为780~810℃，保温2~4小时； 等温温度680~720℃，保温4~6小时； 淬火过程中淬火温度860～880，油冷，硬度62～65HRC，可采用分级​​或等温淬火； 回火工艺 回火温度180～200℃，硬度60～62HRC，回火脆性在250℃，应避免在此温度范围内回火。 9SiCr钢应用范围：适用于制造冷冲压模具、印刷模具等。例如，9SiCr钢制成的螺栓十字槽模具在900、260-280℃等温30分钟，硬度为57-59HRC ，具有良好的强度和韧性，其使用寿命比常规加工的模具长3倍。 2、冷作模具材料及性能要求/模具钢的选择 6CrNiSiMnMoV（GD）钢的特点：GD钢是一种高强韧钢，碳化物偏析小，淬透性高。 成分：GD钢的合金总含量约为4%（质量分数）。 在CrWMn钢的基础上，适当降低碳含量，减少碳化物偏析，同时添加Ni、Si、M。

力学性能强韧：强度、韧性指标接近母材，部分韧性指标超过母材； GD钢的冲击韧性、小能量多次冲击性能、断裂韧性、压缩屈服点均优于CrWMn钢和Cr12MoV钢。 。 工艺性能 GD钢的锻造工艺碳化物偏析小，切削后可直接使用。 如果需要对锻件进行改性，则锻造性能好，GD钢的锻造温度范围宽，可一次成型，成品率可达80%以上。 加热温度为1080~1120℃，初锻温度为1040~1060℃，终锻温度为850℃。 2、冷作模具材料及性能要求/模具钢的选择6CrNiSiMnMoV(GD)钢退火工艺加热至760~780℃，保温2小时，然后以30/h的速度冷却至680℃，再保温6小时，冷却炉至550℃，出炉风冷。 淬火、回火：淬火温度为870~930℃，以900℃最佳。 它是通过盐浴炉加热的。 加热系数为45s/mm。 可采用油淬、空冷或空冷。 回火温度175~230℃，回火硬度58~62HRC。 应用范围：可替代CrWMn、Crl2型、GCr15、6CrW2Si、9SiCr、9Mn2V等钢制造各类易崩边、易折断的冷作模具。 如冷挤压模具、冷弯模具、冷镦模具、精密塑料模具、温挤压模具等。此外，火焰淬火模具也取得了可喜的进展。 2.冷作模具材料及性能要求/模具钢的选用 Cr5MolV钢的特点：淬透性好，耐磨性高，热处理变形小。

力学性能 Cr5Molv钢含铬量中等，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，耐磨性好，热处理变形小，淬透性好。 在较低的淬火温度下可获得较高的硬度。 950度空淬工艺性能：50mm、152mm、254mm工件淬火至62~65HRC。 Cr5MolV钢的退火加热温度为840~860℃，等温温度为740~760℃，退火硬度为202~229HBS。 应用范围：用于制造重型、高精度冷作模具。 2、冷作模具材料及性能要求/模具钢的选用Cr6WV​​钢的特点：Cr6Wv钢淬火变形小，淬透性好，耐磨性好，有一定的韧性。 力学性能强韧，耐磨性低，韧性优良：弯曲强度350-400MPa，冲击韧性比Crl2MoV钢高40%。 工艺性能：淬火温度960-980℃，油淬硬度高于60HRCo。 应用范围：用于制造大批量生产薄板、中厚板件的大型冲床模具。 也可用于制作小型精冲模和中负荷冷挤压凸模。 二、冷作模具材料及性能要求/模具钢材的选用 1、冲裁模具的工作条件及性能要求： 冲裁模：用于各种板材的冲裁、冲裁。 受力条件：冲击力、剪切力、弯曲力、被剪切材料的强摩擦力。 因此，冲裁模具的性能要求主要是指模具切削刃的性能要求。

2、冲裁模具工作零件材料的选择冲压件的材料不同材料制成的冲压件其冲压难易程度有很大差异； 如果冲压件产量不大，则无需选择高性能模具材料； 1、拉丝模要求材料性能：具有较高的强度和耐磨性、一定的韧性和良好的切削性能，并要求热处理变形小。 硬度：热处理后凸模硬度为58~62HRC，凹模硬度为62~64HRC。 表面处理：当生产批量较大时，要求拉丝模具具有较长的寿命，模具应进行氮化、渗硼、镀硬铬、镀钒等表面处理。 2、小批量生产拉丝模具材料的选择：可选用渗碳钢或铸铁。 轻载拉丝模：可选用T10A、9Mn2v、CrWMn、GD、65Nb等钢材。 重型拉丝模：应采用Crl2、Crl2MoV、Crl2Molvl、Cr5MolV、GM、ER5等强度较高的钢材。 (3)弯曲模具 弯曲、卷边、小零件成型用模具：可选用45、T10A、GD钢。 弯曲、卷边、成型中间件的模具：小批量生产可采用低熔点合金、锌基合金； 当生产批量较大时，宜采用低熔点合金或锌基合金基体镶嵌CrWMn、6W6、Crl2钢或硬质合金作为镶件。 性能要求：高抗压强度和抗弯强度，高韧性和耐磨性。 常用的：T10A、CrWMn、60Si2Mn、Crl2钢、W18Cr4v、W6Mo5Cr4V2及新型模具钢都可用作冷挤压模具材料。

**工厂最常用60Si2Mn、Crl2、Crl2MolVl、6W6、GM、ER5、LD、65Nb、012Al、LMl、LM2、GD钢、马氏体时效钢和硬质合金等。 (5)冷冲压模具结构件材料的选择1塑料模具所用钢材的要求根据模具的用途不同而不同，首要条件是合理选择钢材。 塑料模具钢应满足以下要求： 优良的机械加工性能：塑料模具型腔、型芯形状复杂，深孔、深槽、狭缝较多，钢材必须具有易切削性能。 优良的抛光性能：塑料模型型腔允许的表面粗糙度极小，几乎都要求镜面光泽。 因此，钢的组织应均匀、致密，夹杂物极少。 镜面抛光硬度不应低于HRC38，一般为HRC40~46。 最好的是HRC55。 良好的表面腐蚀加工性：塑件表面有多种花纹，如皮革、丝绸、布料、精细花纹等，钢质材料要求精细、均匀，否则腐蚀效果达不到效果。 必须既耐磨又耐热：成型件承受熔体侵蚀和热交变载荷，材料具有较好的抗疲劳性和耐磨性。