冷作模具钢的选择指南，数据好

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作者：赵昌盛

来源:金属加工(热加工)杂志

低合金钢是我国传统常用的冷作模具钢：CrWMn、95SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn等等；高合金钢：Cr12、Cr12MoV、高速钢W18Cr4V、不锈钢30Cr13等等。由于这些老钢种存在一些问题，不能满足模具行业发展的需要，国内开发开发了一批新型冷模具钢。

1、低合金冷作模具钢的应用

简单模具可选用高碳钢T10A，但高碳钢淬火性差、淬火变形大、耐磨性低、韧性差、回火稳定性差，不能用于制造形状复杂、精度要求高、承载力大的工模。

为满足模具性能需要而开发的高碳低合金钢是在碳工具钢的基础上加入铬、镍、锰、钼、钛、钨、钒、硅等合金元素冶炼而成，常用CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15等，合金元素的加入提高了钢的淬透性，油冷代替水冷降低了模具变形和开裂的倾向，马氏体在回火时不易分解，分解后析出的碳化物又不易聚集长大、低温回火后有较高的强韧性和耐磨性，模具使用寿命可大幅提高。

近年来，我国开发了一些新型低合金冷模具钢，具有合金总量低、淬火性好、淬火温度低、热处理畸变小、韧性好、耐磨性适当等特点GD (6CrMnNiMoVSi)钢、CH(7CrSiMnMoV)钢、DS（6CrMnNiMoVWSi）钢和CrNiWMoV钢等。其中GD在钢中加入少量Ni、Si，它不仅了基体，又提高了低温回火的抗性，Mo和V添加可细化晶粒，制造易崩刃、易断裂的模具，使用寿命长。DS钢是一种抗冲击冷作模具钢，其韧性明显优于常用的高韧性刀片工具钢。CH钢和日本的成分SX105V钢相同，是一种火焰淬火模具钢，常用于制造汽车等生产线上用的模具零件，火焰淬火时，加热模具刃口切料面，硬化层下有一个高韧性的基体做衬垫，从而获得较高的使用寿命。

2、高韧性高耐磨模具钢的应用

中国在传播中的应用更多Cr12型系列，如Cr12、Cr12MoV钢，它们都是莱氏体钢，其组织中有大量的共晶碳化物，淬火中有大量的奥氏体残留物，热处理后变形小，耐磨性高，承载力大，长期广泛应用于国内大中型冷模具中。

虽然Cr12、Cr12MoV钢具有良好的耐磨性，但韧性

3、应用高速钢和基体钢

高速钢具有较高的硬度、抗压强度和耐磨性，因此越来越多地用于制造需要重载高寿命的冷模具，常用的钢号有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V为提高韧性而开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5Cr4V，这些钢在制造重载冷作模具方面取得了良好的使用效果。

基体钢是为改善高速钢碳化物分布不均匀、韧性差而开发的。基体钢一般是指与高速钢淬火组织中基体组织化学成分相同的钢。近年来，我国开发了一些基体钢：如65Nb(6Cr4W3Mo2VNb)钢、CG-2（6Cr4Mo3Ni2WV）钢、012Al（5CrMo3SiMnVAl）钢、LM1（6W8Cr4VTi）钢、LM2（6Cr5Mo3W2VNb）钢、RM2（5Cr4W5Mo2V）钢、5Cr4Mo2W2VS钢等。这些基体钢的主要特点是碳含量略高于高速钢基体，以增加碳化物，提高耐磨性。一些钢中还添加了少量的强碳化物形成元素Nb和Ti，形成相对稳定的碳化物，防止颗粒在淬火加热过程中生长，提高钢的工艺性能。基础钢中共晶体碳化物数量少，分布均匀，韧性相对提高，抗弯强度和疲劳抗力也有所提高。基础钢主要用于冷挤压、冷轧等模具，需要高强度和足够的韧性，部分基础钢也可用于热模具。

4、应用无磁高强度模具钢

随着电子工业的发展，对无磁模具钢的需求大幅增加，传统的无磁模具钢7Mn15Cr2A13V2WMo它是一种高强度奥氏体无磁模具钢，磁导率低，强度和耐磨性好，但由于其冷硬化现象，切割加工困难。为此，国内科技工作者开发了一些新的无磁模具A18（18Mn12Cr18NiN）钢、WCG（8Mn15Cr18）钢、50Mn（50Mn18Cr4WN）以及一些奥氏体不锈钢。这些钢磁导率低，强度高，切削性能好。

5、应用钢结硬质合金

用硬合金制造模具，性能优于钢，寿命长，但成本高。更困难的是，由于制造条件的限制，很难制造复杂形状的模具。

20世纪60年代我国已开始研究钢结硬质合金，它是一种介于合金钢和硬质合金之间的新型材料，具有优良的耐磨性。与硬质合金相比，钢结硬质合金可以切削、锻造、焊接、热处理，并且具有韧性，综合力学性能较好，成本较低的特点。我国研制的钢结硬质合金有以TiC为硬质相的GT35、R5、DT、Ti等和以WC为硬质相的GW50、GJW50、TLMW50等。

目前，钢结硬质合金用于制造冷轧模具、拉深模具、挤压模具、冲裁模具、拉丝模具、热轧模具等，其使用寿命是合金模具钢的几倍至几十倍。

来源：热处理生态系统

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