一、冷作模具鋼
冷模具鋼包括沖裁模具(落料沖孔模、修邊模、沖針、剪子)、冷扎磨具和冷擠壓模具、折彎磨具和拉絲模具。
1.冷模鋼的工作條件和技術(shù)性能
冷模具鋼工作時(shí)。由于加工材料的變形阻力也很大，模具工作部分承受著巨大的壓力、彎曲力、沖擊力和摩擦力。因此，冷模的正常損壞一般是損壞。也有因破裂、坍塌、變形過差而提前無效。
與刀具鋼相比，冷模具鋼有許多相似之處。磨具強(qiáng)度和耐磨性高，抗拉強(qiáng)度高，韌性足，保證沖壓過程的順利進(jìn)行。不同之處在于模具形狀制造工藝復(fù)雜。而且摩擦范圍大，損壞可能性大，不能損壞。因此，這需要更高的耐磨性。由于外觀復(fù)雜，易產(chǎn)生應(yīng)力，韌性高，磨具尺寸大，外觀復(fù)雜。因此，這需要更高的淬火性、更小的變形和裂紋趨勢(shì)?？傊?，冷模具鋼在淬火、耐磨、韌性等方面的要求高于刀具鋼。然而，一些適合冷模具鋼，如高耐磨性、微變冷模具鋼、高耐磨冷模具鋼等，對(duì)紅色強(qiáng)度要求較低或基本不要求（畢竟是冷形成的）。
2、鋼種挑選
鋼種的選擇可分為以下四種情況：
(1)冷模規(guī)格小，外觀簡(jiǎn)單，負(fù)載輕。例如，小沖針、剪鋼板剪刀等T7A、T8A、T10A、T12A等碳工具鋼制造。這種鋼具有加工性好、價(jià)格低、起源方便等特點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是淬火性低，耐磨性差，淬火變形大。因此，只針對(duì)制造一些規(guī)格小、外觀簡(jiǎn)單、負(fù)載輕、硬化層淺、韌性強(qiáng)的冷磨具。
(2)冷模尺寸大，外觀復(fù)雜，負(fù)載輕。常見的鋼種有9種SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃鋼。這種鋼在油中的淬透孔徑一般為40mm之上。其中9Mn2V鋼是近年來中國(guó)發(fā)展起來的一種Cr冷模用鋼.可替代或部分替代Cr的鋼。
9Mn2V鋼的滲碳體不均勻性與淬火干裂趨勢(shì)的比例CrWMn鋼材小，滲碳選擇性比9SiCr鋼小，淬透性超過碳工具鋼。其價(jià)格僅比后者高30%左右，是一種值得推廣的鋼種。但9Mn2V鋼材在制造和使用中存在斷裂韌性低、斷裂等問題。另外，回火穩(wěn)定性差，回火溫度一般不超過180℃在200℃淬火時(shí)，抗拉強(qiáng)度和韌性值較低。
9Mn2V鋼可在冷卻能力較輕的淬火介質(zhì)中淬火，如硝鹽和滾油。馬氏體等溫淬火適用于一些變形要求嚴(yán)格、強(qiáng)度規(guī)定低的磨具。
(3)冷模尺寸大，外觀復(fù)雜，負(fù)載重。必須使用中合金或高合金鋼鋼鋼鋼鋼Cr12Mo、Crl2MoV、 Cr6WV、Cr4W2MoV還有高速鋼。
近年來，高速鋼制冷模具的應(yīng)用趨勢(shì)越來越大，但應(yīng)指出的是，此時(shí)不再采用高速鋼獨(dú)特的紅硬優(yōu)勢(shì)。淬火性強(qiáng)，耐磨性高。因此，熱處理環(huán)節(jié)也應(yīng)存在差異。
高速鋼制冷磨具采用低溫淬火，以提高韌性。比如W18Cr4V鋼刀的常見淬火溫度為1280-1290℃。制作冷模時(shí)，應(yīng)選擇1190℃低溫淬火。另一個(gè)事例W6Mo5Cr4V2.低溫淬火后，壽命可大大提高，特別是損壞率顯著降低。
〔4)冷作模具受沖擊負(fù)荷影響，刀間薄。如上所述。前三種冷模鋼通常具有較高的耐磨性，因此選用高碳過分析鋼甚至萊氏體鋼。對(duì)于一些冷磨加邊緣建筑、切割磨等，其對(duì)口較薄，沖擊載荷應(yīng)優(yōu)先考慮高斷裂韌性。這種差異可以通過以下對(duì)策來處理。①減少合碳量。選用亞共析鋼，防止一次和二次滲碳體降低鋼韌性；②添加Si、Cr等合金元素。為提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度(240-270)℃淬火)有利于去除淬火應(yīng)力，提高性能，不降低強(qiáng)度；②添加W等元素產(chǎn)生難熔碳體，細(xì)化晶粒，提高韌性。常見的高耐磨冷作模具鋼有6種SiCr、4CrW2Si、5CrW2Si等。
充分利用冷作模具鋼的性能潛力
在用Cr在12槽鋼或高速鋼制冷磨具中，一個(gè)突出的問題是鋼延性大，使用時(shí)容易開裂。因此，滲碳體需要通過足夠的煅燒來優(yōu)化。此外，還應(yīng)開發(fā)鋼種。新鋼種發(fā)展的關(guān)鍵應(yīng)該是降低鋼的碳含量和滲碳體產(chǎn)生的元素總數(shù)。
Cr4W2MoV鋼具有硬度高、耐磨性高、淬火性強(qiáng)等特點(diǎn)。并具有良好的回火穩(wěn)定性和綜合物理性能。用于制造硅鋼板沖壓模具。它能使壽命比Cr12MoV鋼材提升1~3倍左右。但煅燒溫區(qū)范圍狹窄，煅燒易干裂。嚴(yán)格控制鍛造溫度和操作規(guī)程。
Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低，淬火變形小，淬火性強(qiáng)。
7W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼的特點(diǎn)是滲碳體的不均勻性和韌性大大提高。
二、熱作模具鋼
熱作模具的工作性質(zhì)
熱磨包括錘鍛磨、熱擠壓模和壓鑄模。與熱金屬接觸是熱模工作性質(zhì)的重要特征，這是與冷模工作性質(zhì)的重要區(qū)別。因此，它將帶來以下兩個(gè)問題：
(1)模芯表面金屬加熱。模芯的外觀溫度一般為300~400℃以上熱擠壓?？蛇_(dá)500-8000℃以上；壓鑄模腔溫度與壓鑄材料的類型和澆筑溫度有關(guān)。如果鑄造輕金屬，模芯溫度可達(dá)1萬℃之上。如此高的應(yīng)用溫度會(huì)顯著降低模芯表面的強(qiáng)度和強(qiáng)度，使用時(shí)容易膨脹。因此，熱模鋼的基本性能指標(biāo)是熱塑性變抗力高，包括高溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度和高熱塑性變抗力，實(shí)際上反映了鋼的高回火穩(wěn)定性。因此，我們可以找到熱模鋼合金化的第一種方法，即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高鋼的回火穩(wěn)定性。
(2)模芯表面金屬引起熱疲勞(干裂)。熱模的工作特點(diǎn)是間歇性的。每次產(chǎn)生熱金屬后，用水、油、氣等物質(zhì)冷卻磨具腔表面。因此，熱模的工作環(huán)境是反復(fù)加熱和制冷，導(dǎo)致地?zé)嶙冃魏屠涫湛s，即不斷承受拉應(yīng)力。因此，模芯表面的干裂稱為熱疲勞。因此，熱模具鋼的第二個(gè)基本使用性能規(guī)定，即熱疲勞阻力高。
一般而言，危害鋼熱疲勞抗力的重要因素有：
?、黉摰膫鳠?。磨具表面金屬加熱水平降低，從而降低鋼的熱疲勞趨勢(shì)。一般認(rèn)為鋼的傳熱性與碳含量有關(guān)，碳含量大時(shí)傳熱性低，因此高碳鋼不用于熱模鋼。碳鋼一般用于生產(chǎn)（C0.3%5~0.6%)合碳過低會(huì)降低鋼的硬度和強(qiáng)度。也不好。
?、趯?duì)鋼的零界點(diǎn)造成危害。一般鋼的零界點(diǎn)（Acl）鋼的熱疲勞趨勢(shì)越小。因此，一般添加合金元素Cr、W、Si、提升鋼的零界點(diǎn)。然后提高鋼的熱疲勞抗力。
2.常見的熱作模具鋼
(1)錘鍛模鋼。錘鍛模鋼一般有兩個(gè)問題。一是工作時(shí)受到?jīng)_擊負(fù)荷的傷害。因此，鋼材的物理性能要求很高，尤其是塑變抗性和韌性要求；二是錘鍛模截面尺寸大(如400)mm）因此，為了保證所有模具的組織和特性對(duì)稱，對(duì)鋼的淬透性要求很高。
錘鍛模有五種常見鋼CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV這些。不同類型的錘眼模應(yīng)采用不同的材料。大錘鍛5CrNiMo為好.還可以用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。55一般用于中小型錘鍛模型CrMnMo鋼。
(2)熱擠壓模具采用鋼材，載入速度慢。因此，模芯的加熱溫度較高，一般可達(dá)500-800℃。鋼性能指標(biāo)的關(guān)鍵要求是高溫強(qiáng)度（即高回火穩(wěn)定性）和高耐熱性疲勞ak淬透規(guī)定可適當(dāng)降低。一般熱擠壓模規(guī)格小，一般低于 70~90 mm。
常見的熱擠壓模有四種CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr等熱模鋼。其中4CrW2Si可制造冷模鋼和熱模鋼。由于用途不同，可選擇不同的熱處理工藝。淬火溫度低(870-900)℃）熱模淬火溫度高(一般為950-1000)℃）解決高溫回火問題。
(3)壓鑄模鋼。一般而言，壓鑄模鋼的性能要求與熱擠壓模鋼相似，即回火穩(wěn)定性高，熱疲勞抗力高。因此，普通鋼種一般與熱擠模鋼相同。若一般使用4CrW2Si和3Cr2W8V等鋼。但與低熔點(diǎn)不同Zn40.合金壓鑄模Cr、30CrMnSi及40CrMo等；對(duì)Al和Mg可選擇4種合金壓鑄模型CrW2Si、4Cr5MoSiV 等對(duì)Cu合金壓鑄模多采用3Cr2W8V鋼。
近年來，隨著輕金屬壓鑄工藝的應(yīng)用，高熔點(diǎn)鋁合金和鎳合金主要用于3Cr2W8V鋼開展Cr-Al-SI用于制造輕金屬壓鑄模具的三元共滲。最近，高韌性銅合金被用作輕金屬壓鑄模材料。
