冷作模具钢的使用性能要求及分类_模具钢材_

2022-05-12 14:14:14 资讯

冷模钢主要用于在冷状态（室温）下压制工件的模具。如冷冲压模具﹑冷拉伸模具﹑冷挤压模具等。

1、冷模钢的工作条件

冷模具钢正在工作。由于冷模具钢加工材料的变形阻力相对较大，模具的工作部分承受较大的压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。因此，冷模具钢正常报废的原因一般是磨损。也有因断裂、坍塌和变形过差而提前失效。

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2、冷模钢失效分析

(1)磨损(2)崩角(3)塑性变形 (4)破裂(5)粘附

3、冷模钢性能要求

(1)耐磨性好﹐工作时保持锋利的刃口﹔

冷作模具在工作时，表面与坯料之间产生许多次摩擦，模具在这种情况下必须仍能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，因此，为了提高冷作模具的耐磨性，通常要求模具的硬度高于加工件的硬度30%-50%。材料组织为回火马氏体或下贝氏体，分布均匀、细小的颗粒状碳化物。为了达到这一目的，钢中碳的质量分数一般是0.60%以上。

(2)淬火态具有较高的硬度和一定的淬火深度﹔

(3) 热处理变形小﹐复杂的形状不易开裂﹔

(4) 一定的强度和韧性﹔

模具的强度是指模具零件在工作过程中抵抗变形和断裂的能力。强度指标是冷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。屈服点是衡量模具零件塑性变形阻力的指标，也是常用的强度指标。

为了获得高强度，在模具制造过程中，模具材料的韧性应根据模具的工作条件来确定。对于冲击载荷强的模具，如冷模具的凸模和冷模具，由于冲击载荷大，需要高韧性。对于一般工作条件下的冷模具，通常受到小能量多重冲击载荷的影响，模具的失效形式是疲劳断裂，因此模具不必具有过高的冲击韧性值。

(5)红硬性好&加热软化能力

加热软化能力反映了冷作模具钢在承载时温升对硬度、变形抗力及耐磨性的影响。表征冷作模具钢受热软化抗力的指标主要有软化温度（℃）二次硬化硬度（HRC）。

(7)抗咬合性强

咬合阻力实际上是对冷焊的抵抗力。通常，在干摩擦条件下，试验模具钢样品与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）进行恒速对偶摩擦，并以一定的速度逐渐增加载荷。此时，扭矩也相应增加。当载荷增加到一定的临界值时，扭矩突然急剧增加，这意味着咬合被称为咬合临界载荷。临界载荷越高，咬合阻力就越强。

4、冷作模具钢的工艺性能要求

冷模具钢的工艺性能与模具的制造周期和制造成本直接相关。冷模具钢的工艺性能要求主要包括锻造工艺、切割工艺、热处理工艺等。

(1)锻造工艺

锻造不仅减少了模具材料的机械加工余量，节约钢材，改善模具材料的内部缺陷，如碳化物善钢材组织状态等模具材料的内部缺陷。

为了获得良好的锻造质量，对可锻性的要求是热锻变形阻力低、塑性好、锻造温度范围宽、锻造裂纹、冷裂纹和网状碳化物沉淀倾向小。

(2)切削工艺

磨损小，加工后模具表面光滑。冷模具钢主要属于过分析钢和莱氏体钢，大多数切割加工困难。为了获得良好的切割加工，需要正确的热处理。对于表面质量要求较高的模具，可选择含有S、Ca易切割模具钢等元素。

(3)热处理工艺

热处理工艺主要包括淬火、淬火、耐回火、过热敏感、氧化脱碳、淬火变形、开裂等。

5、常用冷作模具分类及用钢推荐

(1)低合金冷作模具钢

有SKS3、YK30、DF–2常用于制作短寿命模具﹑工具支撑等。淬透性比合金模具钢好。﹐表面硬度高，淬透深度高。

(2)中合金冷作模具钢

以Cr5Mo1V（A2）为代表，包括Cr4W2MoV、Cr5Mo1V等等。由于碳含量相对较低，铬含量较低，属于过分析钢。这种钢中的碳化物是Cr7C3型号为主，少量M 6 C和MC耐磨性好，热处理变形小。

(3)高合金冷作模具钢

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

① SLD、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（skd11）、XW–41、DC53常用于生产中等寿命模具钢。抗压强度高﹑淬火硬度高，淬火韧性好，耐磨性高。Cr12MoV﹑Cr12Mo1V1淬透性﹑淬火回火后的硬度﹑强度﹑韧性﹑比Cr12高，截面在300——400mm以下工件可完全淬火，耐磨塑性好，变形小但高温塑性差，用于各种

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