冲压模具材料有哪些？_必须牢记模具材料的选择原则！

冲压模具材料的选用原则

冲压模具采用碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨酯橡胶、塑料、层压桦木板等各种金属材料和非金属材料。

制造模具的材料要求硬度高、强度高、耐磨性高、韧性适当、淬火性高、热处理不变形(或少变形)、淬火时不易开裂。

让我们先了解冲压模具材料的类型

制造冲压模具的材料包括钢、硬合金、钢结硬合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、聚合物材料等。目前，制造冲压模具的材料主要是钢，常用的模具工作部件材料有：碳工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或铬工具钢、碳合金钢、高速钢、基础钢、硬合金、钢结硬合金等。

具种类

工作条件

模具材料的性能要求

常用材料

冷冲模

冲裁模

主要用于各种板材的冲切成型，其刃口在工作过程中受到强烈的摩擦和冲击。

耐磨性高，冲击韧性高，抗疲劳断裂。

Cr12mov、Cr12、skd11、T10A、W18Cr4V、6-5-4-2

挤压模

主要用于变形成型。工作时，冲头承受巨大压力，凹模承受巨大张力；由于型腔内金属流动剧烈，冲头与凹模工作面摩擦强烈，模具表面温度升高200——300℃。

变形抗力、耐磨性和断裂抗力高，回火稳定性高。

H13、3Cr2W8V、40Cr、38CrMoAl、5CrNiMo

拉伸模

主要用于某些塑料板的拉深成型，工作应力小，但凹模入口摩擦强。

硬度和耐磨性高，工作表面粗糙度低

Cr12MoV、Cr12、D2、6-5-4-2、PeCu

弯曲模

主要用于具有一定塑性金属材料的弯曲成型，作用于模具负荷不大，但有一定的摩擦。

耐磨性和断裂性高。

Cr12MoV、D2、T10A、S45C

a.碳素工具钢

碳素工具钢广泛应用于模具中T8A、T10A加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力低。

b.低合金工具钢

低合金工具钢是在碳工具钢的基础上添加适量的合金元素。与碳工具钢相比，它降低了淬火变形和开裂的趋势，提高了钢的淬火和耐磨性。制造模具的低合金钢包括 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。

c. 高碳高铬工具钢

常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），它们具有良好的淬火、淬火和耐磨性，热处理变形很小，是高耐磨微变形模具钢，其承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须反复锻造（轴向、径向），以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。

d. 高碳中铬工具钢

高碳中铬工具钢用于模具Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，铬含量低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，淬透性好，尺寸稳定性好。与碳化物偏析相对严重的高碳高铬钢相比，性能有所提高。

e. 高速钢

高速钢具有模具钢中更高的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力高。常用于模具W18Cr4V（代号8-4-1）而且钨含量较低W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）降碳降钒 高速钢 为提高韧性而开发6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称低碳M2）。为了改善碳化物分布 ，还需要改锻高速钢。

f. 基体钢

在高速钢的基本成分中加入少量其他元素，适当增加或减少碳含量，以提高钢的性能。这种钢通常被称为基础钢。它们不仅具有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性优于高速钢，对于高韧性冷模具钢，材料成本低于高速钢。模具中常用的基础钢为 6Cr4W3Mo2VNb（代号65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代号LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）等。

g.

硬合金的硬度和耐磨性高于任何其他类型的模具钢，但弯曲强度和韧性较差。用作模具的硬合金为钨钴。对冲击小、耐磨性高的模具可选择钴含量低的硬合金。对钴含量的硬质合金可用于高冲击模具。

钢结硬质合金是以铁粉为粘合剂，加入少量合金元素粉（如铬、 钼 、钨、钒等），以碳化 钛或碳化钨为硬相 ，用粉末冶金烧结而成。钢结硬质合金的基体为钢，克服了硬质合金韧性差、加工困难的缺点，可切割、焊接、锻造、热处理。 钢结硬质合金含有大量碳化物。虽然硬度和耐磨性低于硬质合金，但仍高于其他钢种。淬火和回火后，硬度可达到 68 ~ 73HRC。

h.新材料

冲压模具中使用的材料属于冷模具钢，是应用广泛、应用广泛、种类更多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性和耐磨性。目前，冷模具钢的发展趋势是高合金钢D2(相当于中国Cr12MoV）在性能的基础上，分为两个分支：一是降低碳含量和合金元素，提高钢中碳化物的均匀分布，突出模具的韧性。例如，钒合金钢公司8CrMo2V2Si、日本大同特种钢铁公司DC53(Cr8Mo2SiV)等等。另一种是粉末高速钢，旨在提高耐磨性，适应高速、自动化和大规模生产。320CrVMo13，等。

合理选择模具材料，实施正确的热处理工艺实施正确的热处理工艺。对于不同用途的模具，应综合考虑其工作状态、应力条件、加工材料性能、生产批量和生产率，重点关注上述要求的性能，然后对钢种和热处理工艺做出相应的选择。

1. 生产批量

当冲压件的生产批量较大时，应选用质量高、耐磨性好的模具钢作为模具其他工艺结构部分和辅助结构部分也应相应改进。当批量较小时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。

2. 模具零件的性能和使用条件

当冲压材料较硬或变形阻力较大时，冲压模具的凸凹模具应选用耐磨性好、强度高的材料。当不锈钢加深时，铝青铜凹模具可以使用，因为它具有良好的抗粘性。导柱导套需要耐磨性和良好的韧性，因此主要采用低碳钢表面渗碳淬火。另一个例子是，碳工具钢的主要缺点是淬火性差。当模具零件的截面尺寸较大时，淬火后的中心硬度仍然较低。然而，当在行程较大的压床上工作时，由于其良好的耐冲击性，它已成为一个优势。对于固定板和卸料板零件，不仅要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形较小。另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法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，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。

3. 材料性能

应考虑材料的冷热加工性能和工厂的现有条件。

4. 降低生产成本

注意使用微变形模具钢，以降低加工成本。

5. 开发专用模具钢

对特殊要求的模具，应开发应用具有特殊性能的模具钢。

6. 考虑到我国模具的生产和使用

模具材料的选择应根据模具零件的使用条件来确定，以便在满足主要条件的前提下选择低成本的材料。

资料来源：模具专家

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