冷作模具钢如何选材

㈠ 冷作模具钢有什么性能要求

冷作模具钢是指使金属在冷态下变形或成形所使用的模具钢。最常用的专用冷作模具钢是Crl2型钢，其含碳量为1.45%～2.30%，含铬量为11%～13%。
由于冷作模具多为常温下工作，材料的塑性变形抗力大，模具的工作应力大，工作条件苛刻，综合起来这类模具性能上一般要求高的硬度和耐磨性、足够的强度、适当的韧性。
因此，冷作模具钢通常在成分上以高碳为主，以满足高硬度和高耐磨性的需要。如果为了提高模具抗冲击能力，需增加韧性时，可选用中碳钢，这时可借用热作模具钢来代替。在冷作模具钢中加入合金元素时，主要是为了提高淬透性和耐磨性，对于耐磨性要求高的模具，多采用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金钢。
从钢材类别考虑，冷作模具钢多为过共析钢和莱氏体钢，一般属于工具钢范畴。
冷作模具钢性能要求：
1、冷作模具钢的使用性能
1)较高的耐磨性
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能的重要因素，因此为了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度30%～50%，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上分布均匀、细小的颗粒状碳化物。要达到此目的，钢中的碳的质量分数一般都在0.60%以上。
2)较高的强度和韧性
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。强度指标是冷作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抗力的指标，也是最常用的强度指标。为了获得高的强度，在模具制造过程中，要模具材料的韧性，要根据模具工作条件来决定，对于强烈冲击载荷的模具，如冷作模具的凸模、冷镦模具等，因受冲击载荷较大，需要高的韧性。对于一般工作条件下的冷作模具，通常受到的是小能量多次冲击载荷的作用，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度值。
3)较强的抗咬合性
咬合抗力实际就是对发生“冷焊”的抵抗能力。通常在干摩擦条件下，把被试验模具钢试样，与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢），进行恒速对偶摩擦运动，以一定速度逐渐增大载荷，此时转矩也相应增大。当载荷加大到某一临界值时，转矩突然急剧增大，这意味着发生咬合，这一载荷称为“咬合临界载荷”。临界载荷越高，标志着咬合抗力越强。
4)受热软化能力
受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（℃）和二次硬化硬度（HRC）。
2、冷作模具钢的工艺性能要求
冷作模具钢的工艺性能，直接关系到模具的制造周期及制造成本。对冷作模具钢的工艺性能要求，主要有锻造工艺性、切削工艺性、热处理工艺性等。
1)锻造工艺性
锻造不仅减少了模具材料的机械加工余量，节约钢材，而且改善模具材料的内部缺陷，如碳化物偏析、减少有害杂质、改善钢的组织状态等。
为了获得良好的锻造质量，对可锻性的要求是热锻变形抗力低、塑性好、锻造温度范围宽，锻裂、冷裂及析出网状碳化物倾向小。
2)切削工艺性
磨损小以及加工后模具表面光洁。冷作模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢，大多数切削加工都较困难，为了获得良好的切削加工性，需要正确进行热处理，对于表面质量要求较高的模具可选用含S、Ca等元素的易切削模具钢。
3)热处理工艺性
热处理工艺性主要包括：淬透性、淬硬性、耐回火性、过热敏感性、氧化脱碳倾向、淬火变形和开裂倾向等。

㈡ 冷作模具钢，要求强韧性，耐磨好的材质，有什么材料的

冷作模具钢，要求强韧性，耐磨好的材质有8566模具钢。
8566模具钢，让你冲头料不崩裂。8566的韧性，是高速钢SKH-9的4倍，D2的2倍。8566使用硬度HRC58-60，高硬度保证高强度和耐磨性。

在有硬度或厚板材料冲压模具冲头料方面，如2.0以上的201,304不锈钢，65Mn厚板冲压模具。8533 模具钢在保证冲头料强度，具备耐磨性的前提下，可以解决冲头料崩裂问题。8566的抗崩裂性能比DC53，D2，LD，SKH-9，CALDIE更好。

㈢ 冷作模具钢的性能要求

冷作模具钢性能要求
断裂抗力一次性脆断抗力：能表征一次性脆断抗力的指标为一次冲击断裂功、抗压强度和抗弯强度。上述指标可反映冲头在过载时的断裂抗力。
疲劳断裂抗力：由在一定的循环载荷下所表现的断裂循环次数或在规定的循环次数导致试样断裂的载荷值来表征，可用小能量多次冲击断裂功或多次冲击断裂寿命，拉一压疲劳强度或疲劳寿命，接触疲劳强度或接触疲劳寿命几个指标来反映。
裂纹断裂抗力：当模具中已存在微裂纹后，其断裂抗力大大减弱。因此，不能采用光滑试样测试的各种断裂抗力，来评价裂纹体的断裂抗力。根据断裂力学理论，可采用断裂韧度指标来表征裂纹体的断裂抗力。

㈣ 冷作模具钢和热作模具钢的区别，那里不一样

1、性能要求不一样

热作模具钢：较高的高温强度、良好的韧性、良好的耐磨性能、优良的耐热疲劳性、高淬透性等。

冷作模具钢：较高的耐磨性、较高的强度和韧性、较强的抗咬合性、受热软化能力等。

2、分类不一样

热作模具钢的分类方法很多，可以根据合金元素含量及热处理后的性能分类，可以按用途分，也可以按合金元素分类。按合金元素分类可分为低合金热作模具钢（钨系、铬系和钼系）、中合金热作模具钢和高合金热作模具钢（钨钼系和铬钼系）

钢材类别考虑，冷作模具钢多为过共析钢和莱氏体钢，一般属于工具钢范畴。

(4)冷作模具钢如何选材扩展阅读：

1、含碳量

一般为中碳，碳的质量分数为0.3%～0.6%。保证材料具有较高的强度和硬度，较高的淬透性以及较好的塑性、韧性。

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合金元素的作用是强化铁素体和提高淬透性。W、Mo合金元素是为了防止回火脆性，Cr、W、Si合金元素能提高相变温度，使模具在交替受热与冷却过程中不致发生相变而发生较大的容积变化，从而提高其抗热疲劳的能力。

另外，W、Mo、V等在回火时以碳化物形式析出而产生二次硬化，使热作模具钢在较高温度下仍保持相当高的硬度，这是热作模具钢正常工作的重要条件之一，Cr、Si能提高钢的抗氧化性。

㈤ 冷作模具钢的典型特点有哪些

冷作模具钢的使用性能

1)较高的耐磨性

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能的重要因素，因此为了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度30%～50%，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上分布均匀、细小的颗粒状碳化物。要达到此目的，钢中的碳的质量分数一般都在0.60%以上。

2)较高的强度和韧性

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。强度指标是冷作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抗力的指标，也是最常用的强度指标。为了获得高的强度，在模具制造过程中，要模具材料的韧性，要根据模具工作条件来决定，对于强烈冲击载荷的模具，如冷作模具的凸模、冷镦模具等，因受冲击载荷较大，需要高的韧性。对于一般工作条件下的冷作模具，通常受到的是小能量多次冲击载荷的作用，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度值。

3)较强的抗咬合性

咬合抗力实际就是对发生“冷焊”的抵抗能力。通常在干摩擦条件下，把被试验模具钢试样，与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢），进行恒速对偶摩擦运动，以一定速度逐渐增大载荷，此时转矩也相应增大。当载荷加大到某一临界值时，转矩突然急剧增大，这意味着发生咬合，这一载荷称为“咬合临界载荷”。临界载荷越高，标志着咬合抗力越强。

4)受热软化能力

受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（℃）和二次硬化硬度（HRC）。

㈥ 什么是冷作模具钢 什么是热做模具钢 有没有人知道怎么分辨呢

简单的说冷作模具钢就是在不加热，常温情况下加工所使用的模具钢，而热作模具钢顾名思义就是在加热后，一般黑色金属加热到1000多度，有色金属400-600度左右，根据材质不同而不同。

㈦ 冷作模具是如何选材的

冷作模具钢
对冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足够的强度和韧性，高的疲劳寿命，良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。
九十年代以前，国内常用的冷作模具钢有：碳素工具钢T1OA，合金工具钢9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速工具钢 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；轴承钢GCr15；弹簧钢60Si2Mn，渗碳钢20Cr、12CrNi3A；不锈钢3Crl3等。其中用量最大的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。
为满足生产要求，国内先后研究开发了一系列新型冷作模具钢。

1、低合金冷作模具钢
国内开发的低合金冷作模具钢中，有7CrSiMnMoV（代号CH）、
6CrMnNiMoVSi（代号GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。这些钢的淬透性好，淬火温度较低，热处理变形小，价格低，具有较好的强度和韧性的配合，适用于制造精度复杂模具。
7CrSiMnMoV，代号CH，在820～1000℃淬火，可获得HRC60以上的硬度，是一种空淬微变形钢，可以火焰加热空冷淬硬。该钢的耐磨性尽管比Cr12MoV差，但比9Mn2V和T10A好；抗弯强度、抗压强度和冲击韧性都优于Cr12MoV和9Mn2V；热处理后的变形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等钢相当。 CH钢具有良好的强韧性和良好的工艺性，可用于代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等制造对强韧性要求较高的冷作模具，如冲孔凸模、中薄钢板（2～5mm厚）的修边落料模等。由于该钢可以采用火焰加热空冷淬硬，所以也用于制造要求表面火焰淬火的部分汽车模具。 6CrMnNiMoVSi，代号GD，较CH钢增加了0.85％左右的Ni，进一步强韧化了基体。该钢的淬火温度范围较宽，淬透性好，也可火焰加热空冷淬火，具有良好的强韧性。当用于制造易崩及断裂的冷冲模具时，模具寿命较高。
2、高强韧耐磨钢
Cr12系列冷作模具钢是较广泛采用的钢种系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析较严重，韧性较差，淬火后异常变形较大。为弥补此类钢的性能缺陷，国内先后开发了一些高强韧耐磨钢，如7 Cr7Mo2V2Si(代号 L D)、Cr8WmoV3Si(代号 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代号 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。与 Cr12、Cr12MoV相比，此类钢的碳和铬的含量较低，改善了碳化物不均性，提高了韧性；适当增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，从而增强了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此类钢在具有良好的强韧性的同时，还有优良的耐磨性和较好的综合性能，主要用于制造承受应力较大、要求高强韧性和耐磨损的各类冷作模具。
7Cr7Mo2V2Si，代号LD，最初是针对冷镦模具而研制的。其碳含量低于 G．Steven推荐的'平衡碳'规律，使钢在具有高硬度的同时，又具有较好的韧性；加入Cr、Mo、V元素，有利于二次硬化，保证钢具有较高的硬度、强度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以强化基体，提高回火稳定性。LD钢常用的热处理工艺是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火后硬度 HRC57～63。1100℃淬火后的组织为细针马氏体十残留奥氏体十剩余碳化物，晶粒度10.5级。 l100℃ 淬火、570℃回火后的组织为回火马氏体十残余碳化物。 LD钢已被广泛应用于制造冷锻、冷冲、冷压、冷弯等承受冲击、弯曲应力较大，又要求耐磨损的各类冷作模具。
Cr8MoWV3Si，代号 ER5，在具有较高强韧性的同时，又具有突出好的耐磨性。该钢在回火过程中弥散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系钢具有更高强韧性和耐磨性的重要原因。ER5钢适用于制造承受冲击力较大，冲击速度较高的精密冷冲，重载冷冲以及要求高耐磨的其他冷作模具。
9Cr6W3Mo2V2，代号GM，也是以提高耐磨性为主要目的而研制的高耐磨冷作模具钢。该钢通过 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，并根据'平衡碳'规律配碳，使钢具有最佳的二次硬化能力及抗磨损能力，同时又保持了较高的强韧性和良好的冷热加工性能，适用于制造冲裁、冷挤、冷锻、冷剪、高强度螺栓滚丝轮等精密、高耐磨冷作模具。

㈧ 热作模具钢如何选材，并举例说明

热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。如前所述．热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触、这是与冷作模具工作条件的主要区别。因此会带来以下两方面的问题：
（l）模腔表层金属受热。通常锤锻模工作时．其模腔表面温度可达300~400℃以上热挤压模可达500一800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。如压铸黑色金属时模腔温度可达1000℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，在使用中易发生打垛。为此．对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的第一种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
（2）模腔表层金属产生热疲劳（龟裂）。热模的工作特点是具有间歇性．每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此．热模的工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用．其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲劳现象，由此，对热模具钢提出了第二个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素主要有：
①钢的导热性。钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢（C0.3%5~0.6%）合碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降．也是不利的。 ②钢的临界点影响。通常钢的临界点（Acl）越高．钢的热疲劳倾向性越低。因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力。
2.常用热作模具用钢
（1）锻压模用钢。一般说来，锤锻模用钢有两个问题比较突出一是工作时受冲击负荷作用．故对钢的力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高；二是锻压模的截面尺寸较大（＜400mm）故对钢的淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀。
常用锻压楼用钢有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同类型的锤眼模应选用不同的材料。对特大型或大型的锻压模以5CrNiMo为好．也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。对中小型的锻压模通常选用5CrMnMO钢。
（2）热挤压模用钢，热挤压模的工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达500一800℃。对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度(即高的回火稳定性）和高的耐热疲劳性能为主。对ak及淬透性的要求可适当放低。一般的热挤压模尺寸较小，常小于 70~90 mm。常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等热作模具钢。其中4CrW2Si．既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢．由于用途不同，可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度（870—900℃）及低温或中温回火处理；作热模时则采用较高的淬火温度（一般为950一1000℃）及高温回火处理。
（3）压铸模用钢。从总体上看，压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤压模用钢相同。如常采用4CrW2Si．和3Cr2W8V等钢。但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模。可选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；对Al和Mg合金压铸模，可选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等对Cu合金压铸模．多采用3Cr2W8V钢。
近年来．随着黑色金属压铸工艺的应用，多采用高熔点的铝合金和镍合金。或者对3Cr2W8V钢进行Cr-Al-SI三元共渗，用以制造黑色金属压铸模。国内外已经采用高强度的铜合金作压铸模材料QRO90及特种压铸模合金钢SKD11、H13、HD、GR、Y10等等。随着对新型模具材料的选用，热处理人将实现新的挑战和跨越。

㈨ 冷作模具钢与热作模具钢成分有什么区别为什么

一、区别：

1、含碳量不一样：冷作模具钢的含碳量一般在1.45%～2.30%；热作模具钢的含碳量在0.3%～0.6%；

3、含铬量不一样：冷作模具钢含铬量为11%～13%；热作模具钢的含铬量根据合金钢性能不同而不同；

3、其他元素加入不完全一样：冷作模具钢多采用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金钢；热作模具钢加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。

二、原因：

1、热作模具钢加入合金元素中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是强化铁素体和提高淬透性，W、Mo合金元素是为了防止回火脆性，Cr、W、Si合金元素能提高相变温度，使模具在交替受热与冷却过程中不致发生相变而发生较大的容积变化，从而提高其抗热疲劳的能力。

2、冷作模具钢通常在成分上以高碳为主，以满足高硬度和高耐磨性的需要。如果为了提高模具抗冲击能力，需增加韧性时，可选用中碳钢，这时可借用热作模具钢来代替。在冷作模具钢中加入合金元素时，主要是为了提高淬透性和耐磨性，对于耐磨性要求高的模具，多采用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金钢。

(9)冷作模具钢如何选材扩展阅读

一、由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作，因此，要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性，特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性和耐磨性。

二、热作模具在工作时承受着很大的冲击力，模腔和高温金属接触，反复地加热和冷却，其使用条件极其恶劣。为了满足热作模具的使用要求，热作模具钢应具备下列基本特性：

(1)较高的高温强度和良好的韧性。热作模具，尤其是热锻模，工作时承受很大的冲击力，而且冲击频率很高，如果模具没有高的强度和良好的韧性，就容易开裂。

(2)良好的耐磨性能，由于热作模具丁作时除受到毛坯变形时产生摩擦磨损之外，还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨，所以需要热作模具钢有较高的硬度和抗黏附性。

(3)高的热稳定性。热稳定性是指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力。热作模具工作时，接触的是炽热的金属，甚至是液态金属，所以模具表面温度很高，一般为400～700℃。这就要求热作模具钢在高温下不发生热化，具有高的热稳定性，否则模具就会发生塑性变形，造成堆塌而失效。

(4)优良的耐热疲劳性，热作模具的工作特点是反复受热受冷，模具一时受热膨胀，一时又冷却收缩，形成很大的热应力，而且这种热应力是方向相反，交替产生的。在反复热应力作用下，模具表面会形成网状裂纹(龟裂)，这种现象称为热疲劳，模具因热疲劳而过早地断裂，是热作模具失效的主要原因之一。所以热作模具钢必须要有良好的热疲劳性。

(5)高淬透性。热作模具一般尺寸比较大，热锻模尤其是这样，为了使整个模具截面的力学性能均匀，这就要求热作模具钢有高的淬透性能。

(6)良好的导热性。为了使模具不致积热过多，导致力学性能下降，要尽可能降低模面温度，减小模具内部的温差，这就要求热作模具钢要有良好的导热件能。

(7)良好的成形加工工艺性能，以满足加工成形的需要。