一、冷作模具钢

　　冷模钢包括模具(落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀)

　　1.冷模钢的工作条件和性能要求

　　工作时冷模具钢。由于加工材料变形阻力大，模具的工作部分承受着巨大的压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。因此，冷作模具正常报废的原因一般是磨损，也有因断裂、变形超差而提前失效。

　　冷模具钢与刀具钢相比有许多共同点。模具要求硬度和耐磨性高，抗弯强度高，韧性足，以保证冲压过程的顺利进行。不同之处在于模具形状和加I工艺复杂，摩擦面积大，磨损可能性大。因此，很难磨损。因此，耐磨模具在工作时需要更高的冲压。由于形状复杂，应力集中，韧性高；模具尺寸大，形状复杂。因此，它需要更高的淬火性、更小的变形和开裂倾向。总之，冷模具钢在淬火、耐磨、韧性等方面的要求高于刀具钢。但在红色硬度要求模具的钢，如高耐磨性、微变形冷模具钢和高韧性冷模具钢，在红色硬度要求低或基本不要求（因为它是冷形成的）的发展中也形成了。以下结合相关钢材的选择进一步说明。

　　2.钢种选择

　　钢种的选择可分为以下四种情况：

　　(1)尺寸小、形状简单、负荷轻的冷模。例如，小冲头、剪钢板剪刀等T7A、 T8A、T10A、T12A等碳工具钢制造。这种钢具有加工性好、价格便宜、来源方便等优点。但其缺点是淬火性低、耐磨性差、淬火变形大。因此，只适用于制造一些尺寸小、形状简单、负荷轻、硬化层不深、韧性高的冷模具。

　　(2)冷模尺寸大，形状复杂，负荷轻。常用的钢种有9种SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃钢。这些钢在油中的淬透直径一般为40mm以上。其中9Mn2V钢是近年来我国发展的一种Cr冷模用钢.可替代或部分替代Cr的钢。

　　9Mn2V钢的碳化物不均匀性与淬火开裂倾向的比率CrWMn钢材小，脱碳倾向性比9SiCr钢小，淬透性大于碳工具钢。它的价格只比后者高30%左右，是一种值得推广的钢种。

　　但9Mn2V钢材在生产和使用中也存在冲击韧性低、断裂等缺点。另外，回火稳定性差，回火温度一般不超过180℃在200℃回火时，抗弯强度和韧性开始出现低值。

　　9Mn2V钢可在冷却能力较轻的淬火介质中淬火，如硝盐和热油。奥氏体等温淬火可用于一些变形要求严格、硬度要求低的模具。

　　(3)冷模尺寸大，形状复杂，负荷重。必须使用中合金或高合金钢钢钢Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等等，还有高速钢。

　　近年来，使用高速钢制冷模具的趋势越来越大，但应该指出的是，它不再利用高速钢独特的红硬优势。淬火性高，耐磨性高。因此，在热处理过程中也应存在差异。

　　在选择高速钢制冷模具时，应采用低温淬火，以提高韧性。例如 W18Cr4V钢刀常用的淬火温度为1280-1290℃。制作冷模时，应使用1190℃低温淬火。另一个例子 W6Mo5Cr4V2.低温淬火后，寿命可大大提高，特别是损坏率明显降低。

　　〔4)冷作模具受冲击负荷影响，刀间薄。如上所述。前三种冷模钢的使用性能要求主要是耐磨性高，均采用高碳过分析钢甚至荣氏体钢。对于一些冷模具，加上切边建筑、切模等。它的对口很薄。高冲击韧性应优先考虑冲击载荷。可采取以下措施解决这一矛盾。①减少合碳量。采用亚共折钢，避免一次和二次碳化物导致钢韧性下降；②加入Si．、Cr等合金元素。为提高钢的回火稳定性和回火温度(240-270)℃回火)有利于在不降低硬度的情况下充分消除淬火应力，提高吉祥度；②加入W等元素形成难熔碳化物，细化晶粒，提高韧性。常用的高韧性冷作模具钢有6种SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。

　　3.充分发挥冷作模具钢的性能潜力

　　在用Cr在12型钢或高速钢制冷模具中，一个突出的问题是钢脆性大，使用时容易开裂。因此，碳化物必须通过充分锻造来细化。此外，还应开发新的钢种。新钢种发展的重点应该是降低钢的碳含量和碳化物形成元素的数量。

　　Cr4W2MoV 钢具有硬度高、耐磨性高、淬火性好等优点，具有良好的回火稳定性和综合力学性能。用干硅钢板冲洗模具等。能使寿命比Cr12MoV钢增加1~3倍以上，但钢锻温区狭窄，锻造河县开裂。严格控制锻造温度和操作规定Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低，淬火变形小，淬火性高W7Cr4MoV钢可代W18Cr4V和Cr12MoV钢的特点是碳化物的不均匀性和韧性大大提高。

　　二、钢材知识

　　1.热作模具的工作条件

　　热模具包括锤锻模具、热挤压模具和压铸模具。热模工作条件的主要特点是与热金属接触，这是与冷模工作条件的主要区别。因此，它将带来以下两个问题：

　　（l）在模腔表面加热金属。锤锻模工作时，模腔表面温度可达300~400℃上述热挤压模可达500-8000℃以上；压铸模腔温度与压铸材料的类型和浇筑温度有关。如果铸黑色金属，模腔温度可达1万℃以上。如此高的使用温度会显著降低模腔表面的硬度和强度，使用时容易放置。因此，热模钢的基本使用性能要求是热塑性变抗力高，包括高温硬度、高温强度和高热塑性变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。因此，我们可以找到热模钢合金化的第一种方法，即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高钢的回火稳定性。

　　(2)模腔表面金属产生热疲劳(开裂)。热模的工作特点是间歇性的。热金属每次形成后，用水、油、空气等介质冷却模具腔表面。因此，热模的工作状态是反复加热和冷却，使模腔表面的金属产生反复的热膨胀和冷收缩，即反复承受拉应力。因此，模腔表面开裂称为热疲劳。因此，对热模具钢的第二个基本使用性能要求，即热疲劳阻力高。一般而言，影响钢热疲劳抗力的主要因素有：

　　①钢的导热性。钢的导热性高，可降低模具表面金属的加热程度，从而降低钢的热疲劳倾向。一般认为钢的导热性与碳含量有关，碳含量高时导热性低，因此高碳钢不应用于热模钢。碳钢通常用于生产（C0.3%5~0.6%)合碳过低会降低钢的硬度和强度。