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一、模具钢的分类及发展

模具

模具钢主要分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢三大类。

目前，我国常用的冷作模具钢仍多为碳素工具钢（T7A、T8A、T10A、T12A）、低合金工具钢CrWMn、高碳高铬钢Cr12、Cr12MoV、高碳工具钢等传统典型钢种。速度钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2品种，也推出。 为了满足日益增长的要求，已经开发出多种新钢种。

热作模具钢主要用于制造在高温下进行压力加工的模具，如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。随着锻压机械能力的提高，模具的复杂性也随之提高。随着工件形状的改变，特别是被加工材料的加工难度的增加，如钛合金、高合金钢、不锈钢和耐热钢的加工，模具趋于大型化、高性能化。 对热作模具钢的性能要求也越来越高。 传统热作模具钢5CrNiMo、5CrMnMo钢由于热强度和热稳定性较低，使用寿命短，且容易产生裂纹和崩塌。 3Cr2W8V钢含钨量高，抗热振性能差，容易产生热疲劳，导致裂纹等缺陷。 近年来，又推出了一些具有高热强度、高热疲劳性能和韧性的新型热作模具钢。

二、冲裁模具

冲裁模具是冷冲压加工中将金属或非金属加工成零件或半成品的专用工艺装备。 它是一种沿着闭合或开放轮廓分离材料的模具。 如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、分切模等。

当被冲裁材料较硬或变形抗力较高时，冲裁模的凸凹模应采用耐磨性好、强度高的材料。 导柱、导套要求耐磨、韧性好，多采用低碳钢进行表面渗碳淬火。 又如，碳素工具钢的主要缺点是淬透性差。 当模具零件断面尺寸较大时，淬火后中心硬度仍较低。 然而，当在具有大量冲程的压力机上工作时，由于其耐冲击性良好实际上是一个优势。 固定板、卸料板等零件不仅要有足够的强度，而且要求工作时变形小。 此外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化等方法来提高模具零件的性能。 对于凸凹模工作条件较差的冷挤压模具，应选用具有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能的模具钢。 同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度。 。

因此，制造冲裁模具材料时应有一定的选择。 常用的模具工作零件材料类型有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢和硬质合金、钢结硬质合金、 ETC。

1、碳素工具钢：模具中最常用的碳素工具钢有T8A、T10A等，具有加工性能好、价格低廉等优点。 但淬透性和红硬性较差，热处理变形较大，承载能力较低。

2、低合金工具钢：低合金工具钢是以碳素工具钢为基础，添加适量的合金元素。 与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂的倾向，提高了钢的淬透性，具有更好的耐磨性。 用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV、6CrNiSiMnMoV等。

3、高碳高铬工具钢：常用的高碳高铬工具钢有Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等。 它们具有良好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小。 它们是高耐磨的微观结构。 变形模具钢的承载能力仅次于高速钢。 但碳化物偏析严重，必须进行反复镦粗（轴向镦粗、径向拉拔）和锻造，以减少碳化物的不均匀性，提高性能。

4、高碳中铬工具钢：模具用高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV​​、Cr5MoV等，其铬含量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小。 具有良好的淬透性和尺寸稳定性。 与碳化物偏析较严重的高碳高铬钢相比，性能有所提高。

5、高速钢：高速钢在模具钢中具有最高的硬度、耐磨性和抗压强度，并且具有较高的承载能力。 模具中常用的有钨含量较少的W18Cr4V、W6Mo5 Cr4V2，以及为提高韧性而开发的减碳减钒高速钢6W6Mo5 Cr4V。 高速钢还需要进行改性以改善其碳化物分布。

6、基础钢：在高速钢的基本成分中添加少量其他元素，并适当增减碳含量，以改善钢的性能。 此类钢种统称为基体钢。 它们不仅具有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且还具有比高速钢更好的疲劳强度和韧性。 它们是高强韧的冷作模具钢，但材料成本比高速钢低。 模具常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等。