冷作模具鋼如何選材

㈠ 冷作模具鋼有什麼性能要求

冷作模具鋼是指使金屬在冷態下變形或成形所使用的模具鋼。最常用的專用冷作模具鋼是Crl2型鋼，其含碳量為1.45%～2.30%，含鉻量為11%～13%。
由於冷作模具多為常溫下工作，材料的塑性變形抗力大，模具的工作應力大，工作條件苛刻，綜合起來這類模具性能上一般要求高的硬度和耐磨性、足夠的強度、適當的韌性。
因此，冷作模具鋼通常在成分上以高碳為主，以滿足高硬度和高耐磨性的需要。如果為了提高模具抗沖擊能力，需增加韌性時，可選用中碳鋼，這時可借用熱作模具鋼來代替。在冷作模具鋼中加入合金元素時，主要是為了提高淬透性和耐磨性，對於耐磨性要求高的模具，多採用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼。
從鋼材類別考慮，冷作模具鋼多為過共析鋼和萊氏體鋼，一般屬於工具鋼范疇。
冷作模具鋼性能要求：
1、冷作模具鋼的使用性能
1)較高的耐磨性
冷作模具在工作時，表面與坯料之間產生許多次摩擦，模具在這種情況下必須仍能保持較低的表面粗糙度值和較高的尺寸精度，以防止早期失效。
由於模具材料的硬度和組織是影響模具耐磨性能的重要因素，因此為了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高於加工件硬度30%～50%，材料的組織為回火馬氏體或下貝氏體，其上分布均勻、細小的顆粒狀碳化物。要達到此目的，鋼中的碳的質量分數一般都在0.60%以上。
2)較高的強度和韌性
模具的強度是指模具零件在工作過程中抵抗變形和斷裂的能力。強度指標是冷作模具設計和材料選擇的重要依據，主要包括拉伸屈服點、壓縮屈服點等。屈服點是衡量模具零件塑性變形抗力的指標，也是最常用的強度指標。為了獲得高的強度，在模具製造過程中，要模具材料的韌性，要根據模具工作條件來決定，對於強烈沖擊載荷的模具，如冷作模具的凸模、冷鐓模具等，因受沖擊載荷較大，需要高的韌性。對於一般工作條件下的冷作模具，通常受到的是小能量多次沖擊載荷的作用，模具的失效形式是疲勞斷裂，因此模具不必具有過高的沖擊韌度值。
3)較強的抗咬合性
咬合抗力實際就是對發生「冷焊」的抵抗能力。通常在干摩擦條件下，把被試驗模具鋼試樣，與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼），進行恆速對偶摩擦運動，以一定速度逐漸增大載荷，此時轉矩也相應增大。當載荷加大到某一臨界值時，轉矩突然急劇增大，這意味著發生咬合，這一載荷稱為「咬合臨界載荷」。臨界載荷越高，標志著咬合抗力越強。
4)受熱軟化能力
受熱軟化能力反映了冷作模具鋼在承載時溫升對硬度、變形抗力及耐磨性的影響。表徵冷作模具鋼受熱軟化抗力的指標主要有軟化溫度（℃）和二次硬化硬度（HRC）。
2、冷作模具鋼的工藝性能要求
冷作模具鋼的工藝性能，直接關繫到模具的製造周期及製造成本。對冷作模具鋼的工藝性能要求，主要有鍛造工藝性、切削工藝性、熱處理工藝性等。
1)鍛造工藝性
鍛造不僅減少了模具材料的機械加工餘量，節約鋼材，而且改善模具材料的內部缺陷，如碳化物偏析、減少有害雜質、改善鋼的組織狀態等。
為了獲得良好的鍛造質量，對可鍛性的要求是熱鍛變形抗力低、塑性好、鍛造溫度范圍寬，鍛裂、冷裂及析出網狀碳化物傾向小。
2)切削工藝性
磨損小以及加工後模具表面光潔。冷作模具鋼主要屬於過共析鋼和萊氏體鋼，大多數切削加工都較困難，為了獲得良好的切削加工性，需要正確進行熱處理，對於表面質量要求較高的模具可選用含S、Ca等元素的易切削模具鋼。
3)熱處理工藝性
熱處理工藝性主要包括：淬透性、淬硬性、耐回火性、過熱敏感性、氧化脫碳傾向、淬火變形和開裂傾向等。

㈡ 冷作模具鋼，要求強韌性，耐磨好的材質，有什麼材料的

冷作模具鋼，要求強韌性，耐磨好的材質有8566模具鋼。
8566模具鋼，讓你沖頭料不崩裂。8566的韌性，是高速鋼SKH-9的4倍，D2的2倍。8566使用硬度HRC58-60，高硬度保證高強度和耐磨性。

在有硬度或厚板材料沖壓模具沖頭料方面，如2.0以上的201,304不銹鋼，65Mn厚板沖壓模具。8533 模具鋼在保證沖頭料強度，具備耐磨性的前提下，可以解決沖頭料崩裂問題。8566的抗崩裂性能比DC53，D2，LD，SKH-9，CALDIE更好。

㈢ 冷作模具鋼的性能要求

冷作模具鋼性能要求
斷裂抗力一次性脆斷抗力：能表徵一次性脆斷抗力的指標為一次沖擊斷裂功、抗壓強度和抗彎強度。上述指標可反映沖頭在過載時的斷裂抗力。
疲勞斷裂抗力：由在一定的循環載荷下所表現的斷裂循環次數或在規定的循環次數導致試樣斷裂的載荷值來表徵，可用小能量多次沖擊斷裂功或多次沖擊斷裂壽命，拉一壓疲勞強度或疲勞壽命，接觸疲勞強度或接觸疲勞壽命幾個指標來反映。
裂紋斷裂抗力：當模具中已存在微裂紋後，其斷裂抗力大大減弱。因此，不能採用光滑試樣測試的各種斷裂抗力，來評價裂紋體的斷裂抗力。根據斷裂力學理論，可採用斷裂韌度指標來表徵裂紋體的斷裂抗力。

㈣ 冷作模具鋼和熱作模具鋼的區別，那裡不一樣

1、性能要求不一樣

熱作模具鋼：較高的高溫強度、良好的韌性、良好的耐磨性能、優良的耐熱疲勞性、高淬透性等。

冷作模具鋼：較高的耐磨性、較高的強度和韌性、較強的抗咬合性、受熱軟化能力等。

2、分類不一樣

熱作模具鋼的分類方法很多，可以根據合金元素含量及熱處理後的性能分類，可以按用途分，也可以按合金元素分類。按合金元素分類可分為低合金熱作模具鋼（鎢系、鉻系和鉬系）、中合金熱作模具鋼和高合金熱作模具鋼（鎢鉬系和鉻鉬系）

鋼材類別考慮，冷作模具鋼多為過共析鋼和萊氏體鋼，一般屬於工具鋼范疇。

(4)冷作模具鋼如何選材擴展閱讀：

1、含碳量

一般為中碳，碳的質量分數為0.3%～0.6%。保證材料具有較高的強度和硬度，較高的淬透性以及較好的塑性、韌性。

2、合金元素

加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。其中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是強化鐵素體和提高淬透性。W、Mo合金元素是為了防止回火脆性，Cr、W、Si合金元素能提高相變溫度，使模具在交替受熱與冷卻過程中不致發生相變而發生較大的容積變化，從而提高其抗熱疲勞的能力。

另外，W、Mo、V等在回火時以碳化物形式析出而產生二次硬化，使熱作模具鋼在較高溫度下仍保持相當高的硬度，這是熱作模具鋼正常工作的重要條件之一，Cr、Si能提高鋼的抗氧化性。

㈤ 冷作模具鋼的典型特點有哪些

冷作模具鋼的使用性能

1)較高的耐磨性

冷作模具在工作時，表面與坯料之間產生許多次摩擦，模具在這種情況下必須仍能保持較低的表面粗糙度值和較高的尺寸精度，以防止早期失效。

由於模具材料的硬度和組織是影響模具耐磨性能的重要因素，因此為了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高於加工件硬度30%～50%，材料的組織為回火馬氏體或下貝氏體，其上分布均勻、細小的顆粒狀碳化物。要達到此目的，鋼中的碳的質量分數一般都在0.60%以上。

2)較高的強度和韌性

模具的強度是指模具零件在工作過程中抵抗變形和斷裂的能力。強度指標是冷作模具設計和材料選擇的重要依據，主要包括拉伸屈服點、壓縮屈服點等。屈服點是衡量模具零件塑性變形抗力的指標，也是最常用的強度指標。為了獲得高的強度，在模具製造過程中，要模具材料的韌性，要根據模具工作條件來決定，對於強烈沖擊載荷的模具，如冷作模具的凸模、冷鐓模具等，因受沖擊載荷較大，需要高的韌性。對於一般工作條件下的冷作模具，通常受到的是小能量多次沖擊載荷的作用，模具的失效形式是疲勞斷裂，因此模具不必具有過高的沖擊韌度值。

3)較強的抗咬合性

咬合抗力實際就是對發生「冷焊」的抵抗能力。通常在干摩擦條件下，把被試驗模具鋼試樣，與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼），進行恆速對偶摩擦運動，以一定速度逐漸增大載荷，此時轉矩也相應增大。當載荷加大到某一臨界值時，轉矩突然急劇增大，這意味著發生咬合，這一載荷稱為「咬合臨界載荷」。臨界載荷越高，標志著咬合抗力越強。

4)受熱軟化能力

受熱軟化能力反映了冷作模具鋼在承載時溫升對硬度、變形抗力及耐磨性的影響。表徵冷作模具鋼受熱軟化抗力的指標主要有軟化溫度（℃）和二次硬化硬度（HRC）。

㈥ 什麼是冷作模具鋼 什麼是熱做模具鋼 有沒有人知道怎麼分辨呢

簡單的說冷作模具鋼就是在不加熱，常溫情況下加工所使用的模具鋼，而熱作模具鋼顧名思義就是在加熱後，一般黑色金屬加熱到1000多度，有色金屬400-600度左右，根據材質不同而不同。

㈦ 冷作模具是如何選材的

冷作模具鋼
對冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足夠的強度和韌性，高的疲勞壽命，良好的抗擦傷和咬合性能以及良好的工藝性能。
九十年代以前，國內常用的冷作模具鋼有：碳素工具鋼T1OA，合金工具鋼9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速工具鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；軸承鋼GCr15；彈簧鋼60Si2Mn，滲碳鋼20Cr、12CrNi3A；不銹鋼3Crl3等。其中用量最大的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。
為滿足生產要求，國內先後研究開發了一系列新型冷作模具鋼。

1、低合金冷作模具鋼
國內開發的低合金冷作模具鋼中，有7CrSiMnMoV（代號CH）、
6CrMnNiMoVSi（代號GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。這些鋼的淬透性好，淬火溫度較低，熱處理變形小，價格低，具有較好的強度和韌性的配合，適用於製造精度復雜模具。
7CrSiMnMoV，代號CH，在820～1000℃淬火，可獲得HRC60以上的硬度，是一種空淬微變形鋼，可以火焰加熱空冷淬硬。該鋼的耐磨性盡管比Cr12MoV差，但比9Mn2V和T10A好；抗彎強度、抗壓強度和沖擊韌性都優於Cr12MoV和9Mn2V；熱處理後的變形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等鋼相當。 CH鋼具有良好的強韌性和良好的工藝性，可用於代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等製造對強韌性要求較高的冷作模具，如沖孔凸模、中薄鋼板（2～5mm厚）的修邊落料模等。由於該鋼可以採用火焰加熱空冷淬硬，所以也用於製造要求表面火焰淬火的部分汽車模具。 6CrMnNiMoVSi，代號GD，較CH鋼增加了0.85％左右的Ni，進一步強韌化了基體。該鋼的淬火溫度范圍較寬，淬透性好，也可火焰加熱空冷淬火，具有良好的強韌性。當用於製造易崩及斷裂的冷沖模具時，模具壽命較高。
2、高強韌耐磨鋼
Cr12系列冷作模具鋼是較廣泛採用的鋼種系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析較嚴重，韌性較差，淬火後異常變形較大。為彌補此類鋼的性能缺陷，國內先後開發了一些高強韌耐磨鋼，如7 Cr7Mo2V2Si(代號 L D)、Cr8WmoV3Si(代號 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代號 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。與 Cr12、Cr12MoV相比，此類鋼的碳和鉻的含量較低，改善了碳化物不均性，提高了韌性；適當增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，從而增強了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此類鋼在具有良好的強韌性的同時，還有優良的耐磨性和較好的綜合性能，主要用於製造承受應力較大、要求高強韌性和耐磨損的各類冷作模具。
7Cr7Mo2V2Si，代號LD，最初是針對冷鐓模具而研製的。其碳含量低於 G．Steven推薦的'平衡碳'規律，使鋼在具有高硬度的同時，又具有較好的韌性；加入Cr、Mo、V元素，有利於二次硬化，保證鋼具有較高的硬度、強度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以強化基體，提高回火穩定性。LD鋼常用的熱處理工藝是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火後硬度 HRC57～63。1100℃淬火後的組織為細針馬氏體十殘留奧氏體十剩餘碳化物，晶粒度10.5級。 l100℃ 淬火、570℃回火後的組織為回火馬氏體十殘余碳化物。 LD鋼已被廣泛應用於製造冷鍛、冷沖、冷壓、冷彎等承受沖擊、彎曲應力較大，又要求耐磨損的各類冷作模具。
Cr8MoWV3Si，代號 ER5，在具有較高強韌性的同時，又具有突出好的耐磨性。該鋼在回火過程中彌散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系鋼具有更高強韌性和耐磨性的重要原因。ER5鋼適用於製造承受沖擊力較大，沖擊速度較高的精密冷沖，重載冷沖以及要求高耐磨的其他冷作模具。
9Cr6W3Mo2V2，代號GM，也是以提高耐磨性為主要目的而研製的高耐磨冷作模具鋼。該鋼通過 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，並根據'平衡碳'規律配碳，使鋼具有最佳的二次硬化能力及抗磨損能力，同時又保持了較高的強韌性和良好的冷熱加工性能，適用於製造沖裁、冷擠、冷鍛、冷剪、高強度螺栓滾絲輪等精密、高耐磨冷作模具。

㈧ 熱作模具鋼如何選材，並舉例說明

熱作模具包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類。如前所述．熱作模具工作條件的主要特點是與熱態金屬相接觸、這是與冷作模具工作條件的主要區別。因此會帶來以下兩方面的問題：
（l）模腔表層金屬受熱。通常錘鍛模工作時．其模腔表面溫度可達300~400℃以上熱擠壓模可達500一800℃以上；壓鑄模模腔溫度與壓鑄材料種類及澆注溫度有關。如壓鑄黑色金屬時模腔溫度可達1000℃以上。這樣高的使用溫度會使模腔表面硬度和強度顯著降低，在使用中易發生打垛。為此．對熱模具鋼的基本使用性能要求是熱塑變抗力高，包括高溫硬度和高溫強度、高的熱塑變抗力，實際上反映了鋼的高回火穩定性。由此便可以找到熱模具鋼合金化的第一種途徑，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高鋼的回火穩定性。
（2）模腔表層金屬產生熱疲勞（龜裂）。熱模的工作特點是具有間歇性．每次使熱態金屬成形後都要用水、油、空氣等介質冷卻模腔的表面。因此．熱模的工作狀態是反復受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產生反復的熱脹冷縮，即反復承受拉壓應力作用．其結果引起模腔表面出現龜裂，稱為熱疲勞現象，由此，對熱模具鋼提出了第二個基本使用性能要求．即具有高的熱疲勞抗力。一般說來，影響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有：
①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。一般認為鋼的導熱性與合碳量有關，含碳量高時導熱性低，所以熱作模具鋼不宜採用高碳鋼。在生產中通常採用中碳鋼（C0.3%5~0.6%）合碳量過低．會導致鋼的硬度和強度下降．也是不利的。 ②鋼的臨界點影響。通常鋼的臨界點（Acl）越高．鋼的熱疲勞傾向性越低。因此．一般通過加入合金元素Cr、W、Si、引來提高鋼的臨界點。從而提高鋼的熱疲勞抗力。
2.常用熱作模具用鋼
（1）鍛壓模用鋼。一般說來，錘鍛模用鋼有兩個問題比較突出一是工作時受沖擊負荷作用．故對鋼的力學性能要求較高，特別是對塑變抗力及韌性要求較高；二是鍛壓模的截面尺寸較大（＜400mm）故對鋼的淬透性要求較高，以保證整個模具組織和性能均勻。
常用鍛壓樓用鋼有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同類型的錘眼模應選用不同的材料。對特大型或大型的鍛壓模以5CrNiMo為好．也可採用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。對中小型的鍛壓模通常選用5CrMnMO鋼。
（2）熱擠壓模用鋼，熱擠壓模的工作特點是載入速度較慢，因此，模腔受熱溫度較高，通常可達500一800℃。對這類鋼的使用性能要求應以高的高溫強度(即高的回火穩定性）和高的耐熱疲勞性能為主。對ak及淬透性的要求可適當放低。一般的熱擠壓模尺寸較小，常小於 70~90 mm。常用的熱擠壓模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等熱作模具鋼。其中4CrW2Si．既可做冷作模具鋼，又可做熱作模具鋼．由於用途不同，可採用不同熱處理方法。作冷模時採用較低的淬火溫度（870—900℃）及低溫或中溫回火處理；作熱模時則採用較高的淬火溫度（一般為950一1000℃）及高溫回火處理。
（3）壓鑄模用鋼。從總體上看，壓鑄模用鋼的使用性能要求與熱擠壓模用鋼相近，即以要求高的回火穩定性與高的熱疲勞抗力為主。所以通常所選用的鋼種大體上與熱擠壓模用鋼相同。如常採用4CrW2Si．和3Cr2W8V等鋼。但又有所不同如對熔點較低Zn合金壓鑄模。可選用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；對Al和Mg合金壓鑄模，可選用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等對Cu合金壓鑄模．多採用3Cr2W8V鋼。
近年來．隨著黑色金屬壓鑄工藝的應用，多採用高熔點的鋁合金和鎳合金。或者對3Cr2W8V鋼進行Cr-Al-SI三元共滲，用以製造黑色金屬壓鑄模。國內外已經採用高強度的銅合金作壓鑄模材料QRO90及特種壓鑄模合金鋼SKD11、H13、HD、GR、Y10等等。隨著對新型模具材料的選用，熱處理人將實現新的挑戰和跨越。

㈨ 冷作模具鋼與熱作模具鋼成分有什麼區別為什麼

一、區別：

1、含碳量不一樣：冷作模具鋼的含碳量一般在1.45%～2.30%；熱作模具鋼的含碳量在0.3%～0.6%；

3、含鉻量不一樣：冷作模具鋼含鉻量為11%～13%；熱作模具鋼的含鉻量根據合金鋼性能不同而不同；

3、其他元素加入不完全一樣：冷作模具鋼多採用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼；熱作模具鋼加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。

二、原因：

1、熱作模具鋼加入合金元素中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是強化鐵素體和提高淬透性，W、Mo合金元素是為了防止回火脆性，Cr、W、Si合金元素能提高相變溫度，使模具在交替受熱與冷卻過程中不致發生相變而發生較大的容積變化，從而提高其抗熱疲勞的能力。

2、冷作模具鋼通常在成分上以高碳為主，以滿足高硬度和高耐磨性的需要。如果為了提高模具抗沖擊能力，需增加韌性時，可選用中碳鋼，這時可借用熱作模具鋼來代替。在冷作模具鋼中加入合金元素時，主要是為了提高淬透性和耐磨性，對於耐磨性要求高的模具，多採用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金鋼。

(9)冷作模具鋼如何選材擴展閱讀

一、由於熱作模具長時間處於高溫高壓條件下工作，因此，要求模具材料具有高的強度、硬度及熱穩定性，特別是應有高熱強性、熱疲勞性、韌性和耐磨性。

二、熱作模具在工作時承受著很大的沖擊力，模腔和高溫金屬接觸，反復地加熱和冷卻，其使用條件極其惡劣。為了滿足熱作模具的使用要求，熱作模具鋼應具備下列基本特性：

(1)較高的高溫強度和良好的韌性。熱作模具，尤其是熱鍛模，工作時承受很大的沖擊力，而且沖擊頻率很高，如果模具沒有高的強度和良好的韌性，就容易開裂。

(2)良好的耐磨性能，由於熱作模具丁作時除受到毛坯變形時產生摩擦磨損之外，還受到高溫氧化腐蝕和氧化鐵屑的研磨，所以需要熱作模具鋼有較高的硬度和抗黏附性。

(3)高的熱穩定性。熱穩定性是指鋼材在高溫下可長時間保持其常溫力學性能的能力。熱作模具工作時，接觸的是熾熱的金屬，甚至是液態金屬，所以模具表面溫度很高，一般為400～700℃。這就要求熱作模具鋼在高溫下不發生熱化，具有高的熱穩定性，否則模具就會發生塑性變形，造成堆塌而失效。

(4)優良的耐熱疲勞性，熱作模具的工作特點是反復受熱受冷，模具一時受熱膨脹，一時又冷卻收縮，形成很大的熱應力，而且這種熱應力是方向相反，交替產生的。在反復熱應力作用下，模具表面會形成網狀裂紋(龜裂)，這種現象稱為熱疲勞，模具因熱疲勞而過早地斷裂，是熱作模具失效的主要原因之一。所以熱作模具鋼必須要有良好的熱疲勞性。

(5)高淬透性。熱作模具一般尺寸比較大，熱鍛模尤其是這樣，為了使整個模具截面的力學性能均勻，這就要求熱作模具鋼有高的淬透性能。

(6)良好的導熱性。為了使模具不致積熱過多，導致力學性能下降，要盡可能降低模面溫度，減小模具內部的溫差，這就要求熱作模具鋼要有良好的導熱件能。

(7)良好的成形加工工藝性能，以滿足加工成形的需要。