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沖壓加工模具工作中零件原材料的規(guī)定
沖壓加工模具工作的時(shí)候承受著沖擊性、震動(dòng)、磨擦、髙壓和拉申、彎扭等負(fù)載，甚至是在相對(duì)較高的溫度下工作中（如擠壓加工），工作性質(zhì)繁雜，易出現(xiàn)損壞、疲憊、破裂、變型的現(xiàn)象。因而，對(duì)模具工作中零件原材料的規(guī)定比一般零件高。
因?yàn)楦鞣N沖壓加工模具的工作性質(zhì)不一樣，因此對(duì)模具工作中零件原材料的規(guī)定也略有不同。
1.沖裁模原材料的規(guī)定
針對(duì)金屬薄板沖裁模具工作零件用料規(guī)定具備強(qiáng)的耐磨性和強(qiáng)度，但對(duì)厚鋼板沖裁 模除開(kāi) 規(guī)定具備強(qiáng)的耐磨性、抗壓強(qiáng)度屈服極限外，為避免模具破裂或崩刃 ，還應(yīng)具備強(qiáng)的破裂抵抗力、相對(duì)較高的抗拉強(qiáng)度和柔韌性。
2. 拉深模原材料的規(guī)定
規(guī)定模具工作中零件原材料具有較好的抗黏附性（抗牙齒咬合性）、強(qiáng)的耐磨性和強(qiáng)度、一定的強(qiáng)韌性及其比較好的切削加工性能，并且熱處理工藝時(shí)變型要低。
3. 冷擠壓模原材料 的需求
規(guī)定模具工作中零件有強(qiáng)的硬度和韌性、高耐磨性，為防止沖擊性斷裂，還規(guī)定有一定的延展性。因?yàn)閿D壓成型時(shí)會(huì)出現(xiàn)比較大的提溫，因此還應(yīng)當(dāng)具有一定的耐高溫疲憊性與熱硬性
11.2.2 沖壓加工模具原材料的種類(lèi)及特點(diǎn)
生產(chǎn)制造沖壓加工模具的原材料有建筑鋼材、硬質(zhì)合金刀具、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具、鋅基合金、鑄造鋅合金、鋁青銅、纖維材料等?，F(xiàn)階段生產(chǎn)制造沖壓加工模具的原材料絕大多數(shù)以材料為重，常見(jiàn)的模具工作中構(gòu)件原材料的種類(lèi)有：調(diào)質(zhì)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、高碳鋼 高鉻于中 鉻合金鋼、中碳碳素鋼、彈簧鋼、基礎(chǔ)鋼和硬質(zhì)合金刀具、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具 等。
1. 調(diào)質(zhì)鋼
在模具中運(yùn)用比較多的調(diào)質(zhì)鋼為T(mén)8A、T10A等，優(yōu)勢(shì)為生產(chǎn)加工性?xún)r(jià)比高，價(jià)格低。但切削性能和紅硬性差，熱處理工藝變型大，承載力比較低。
2. 低合金結(jié)構(gòu)鋼
低合金結(jié)構(gòu)鋼要在調(diào)質(zhì)鋼的前提下加入適量合金成分。與調(diào)質(zhì)鋼對(duì)比，降低了淬火變形裂開(kāi)趨向，提升了鋁的切削性能，耐磨性亦不錯(cuò)。用于制作模具的高合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(編號(hào)CH-1)、6CrNiSiMnMoV(編號(hào)GD)等。
3. 高碳鋼高鉻合金鋼
常見(jiàn)的高碳鋼高鉻合金鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（編號(hào)D2），他們具有較強(qiáng)的切削性能、淬硬性和耐磨性，熱處理工藝變型不大，為超耐磨微變型模具鋼，承載力僅次彈簧鋼。但滲碳體縮松比較嚴(yán)重 ，一定要進(jìn)行不斷鐓拔 （徑向鐓、軸向拔）改 鍛，從而降低滲碳體的不均勻性，提升性能指標(biāo)。
4. 高碳鋼中鉻合金鋼
用以模具的高碳鋼中鉻合金鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它們含鎂量比較低， 碳化物滲碳體 少，滲碳體均勻一致，熱處理工藝變型小，具有較好的切削性能和尺寸穩(wěn)定性。與滲碳體縮松相對(duì)性比較嚴(yán)重的高碳鋼高鉻鋼對(duì)比，特性明顯改善。
5. 彈簧鋼
彈簧鋼具備模具鋼最高的 的 強(qiáng)度、耐磨性和抗拉強(qiáng)度，承載力非常高。模具常用的有 W18Cr4V（編號(hào)8-4-1）和含鎢量較小的W6Mo5 Cr4V2（編號(hào)6-5-4-2，國(guó)外型號(hào)為M2）同時(shí)為提升延展性研發(fā)的 降碳降釩 彈簧鋼 6W6Mo5 Cr4V（編號(hào)6W6或稱(chēng)低碳環(huán)保M2）。彈簧鋼也要改 鍛 ，以提升其滲碳體遍布 。
6. 基材鋼
在彈簧鋼的基本特征上加上少量其他原素，適度調(diào)整含碳，以提升鋼的性能。這種鋼材牌號(hào)通稱(chēng)基材鋼。他們不但有彈簧鋼的特征，具有一定的耐磨性和強(qiáng)度，并且抗疲勞性和韌度均好于彈簧鋼，為高強(qiáng)度 延展性冷工模具鋼 ，原材料成本又比彈簧鋼低。模具常用的基材鋼有 6Cr4W3Mo2VNb（編號(hào)65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（編號(hào)LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（編號(hào)012AL）等。
7. 硬質(zhì)合金刀具和鋼結(jié)硬質(zhì)合金
硬質(zhì)合金刀具硬度和耐磨性高過(guò)其他一切類(lèi)型的模具鋼，但抗拉強(qiáng)度和延展性差。作為模具的合金是 鎢鈷類(lèi) ，對(duì)破壞性小又耐磨性要求較高的模具，可以選用 含鈷量比較低 的硬質(zhì)合金刀具。對(duì)破壞性大一點(diǎn)的模具，可以選用 含鈷量比較高 的硬質(zhì)合金刀具。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具 要以粉絲添加少量合金成分粉末狀（如鉻、 鉬 、鎢、釩等）做黏合劑，以炭化 鈦或鈷合金為硬質(zhì)的相 ，用粉未冶金方式煅燒成的。鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具 的基材是鋼，解決了硬質(zhì)合金刀具延展性較弱、生產(chǎn)加工艱難的缺陷，能夠鉆削、電焊焊接、鑄造和熱處理工藝。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具含有大量滲碳體，盡管硬度和耐磨性小于硬質(zhì)合金刀具，但仍然高過(guò)其他鋼材牌號(hào)，經(jīng)淬火、回火后強(qiáng)度可以達(dá)到 68 ~ 73HRC。
11.2.3 沖壓加工模具原材料的采用及熱處理工藝規(guī)定
一. 沖裁模具原材料的采用及熱處理工藝規(guī)定
采用沖裁模具原材料應(yīng)注意產(chǎn)品工件制造的大批量，若大批量并不大就沒(méi)必要挑選高壽命的模具原材料；還應(yīng)注意被沖產(chǎn)品工件材質(zhì)，不同的材料適用模具原材料亦各有不同。針對(duì)沖裁模具，耐磨性是衡量模具使用壽命的關(guān)鍵因素，鋼材的耐磨性在于滲碳體等硬質(zhì)點(diǎn)系相情況和基材硬度，二者硬度越大，滲碳體的次數(shù)越多，則耐磨性就越好。常見(jiàn)沖壓加工模具建筑鋼材耐磨性 的劣優(yōu)先后 為調(diào)質(zhì)鋼 — 合金結(jié)構(gòu)鋼 — 基材鋼 — 高碳鋼高鉻鋼 — 彈簧鋼 — 鋼結(jié) 硬質(zhì)合金刀具 — 硬質(zhì)合金刀具。
另外還一定要考慮工件薄厚、樣子、尺寸比例、精度等級(jí)等多種因素對(duì)模具材料種類(lèi)產(chǎn)生的影響。
1.傳統(tǒng)式模具建筑用鋼
一直以來(lái)，中國(guó)金屬薄板沖裁模用鋼為 T10A 、 CrWMn 、9Mn2V、Cr12 和 Cr12MoV 等。
在其中 T10A 為調(diào)質(zhì)鋼，有一定強(qiáng)度延展性。但耐磨性不太高，淬火容易損壞及干裂，切削性能差，只是針對(duì)產(chǎn)品工件樣子簡(jiǎn)易、規(guī)格小、數(shù)量不多的沖裁模具。
T10A 調(diào)質(zhì)鋼的熱處理為： 760~810 ℃水和油 淬， 160~180 ℃ 回火，強(qiáng)度 59~62HRC 。
CrWMn 、 9Mn2V 是高碳鋼高合金鋼種，淬火操作方便，切削性能好于調(diào)質(zhì)鋼，變型易操縱。但耐磨性和延展性仍比較低，用于中等水平大批量、產(chǎn)品工件樣子較為復(fù)雜的沖裁模具。 CrWMn 鋼的熱處理加工工藝為：淬火溫度 820~840 ℃ 油冷 ，回火溫度 200 ℃，強(qiáng)度 60~62HRC 。 9Mn2V 鋼的熱處理加工工藝為：淬火溫度 780~820 ℃ 油冷 ，回火溫度 150~200 ℃，風(fēng)冷，強(qiáng)度 60~62HRC 。留意 回火溫度在 200~300 ℃范疇有回火延性和明顯吸水膨脹，應(yīng)予以繞開(kāi)。
Cr12 和 Cr12MoV 為高碳鋼高鉻鋼，耐磨性比較高，淬火時(shí)變型不大，切削性能好，適合于批量生產(chǎn)的模具，如鐵氧體磁芯沖裁模。但此類(lèi)鋼材牌號(hào)存有滲碳體不均勻性，易產(chǎn)生滲碳體縮松，沖裁時(shí)很容易出現(xiàn)崩 刃 或破裂。在其中， Cr12 含碳比較高，滲碳體分布不均比 Cr12MoV 比較嚴(yán)重，延性更大一些。
Cr12 型鋼的熱處理加工工藝挑選在于模具的使用需求，當(dāng)模具規(guī)定較小的變形一定延展性時(shí)，可采取超低溫淬火、回火（ Cr12 為 950~980 ℃淬火， 150~200 ℃回火； Cr12MoV 為 1020~1050 ℃淬火， 180~200 ℃回火 ）。若想提升模具的應(yīng)用溫度，改進(jìn)其切削性能和紅硬性，可采取持續(xù)高溫淬火、回火 （ Cr12 為 1000~1100 ℃淬火， 480~500 ℃回火； Cr12MoV 為 1110~1140 ℃淬火， 500~520 ℃回火 ）。
高鉻鋼在 275~375 ℃地區(qū)有回火延性，應(yīng)予以防止。
2.常見(jiàn)模具新鋼材牌號(hào)
為了解決傳統(tǒng)式模具鋼材牌號(hào)特性的不夠，中國(guó)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)或引入了下列特性比較好的沖壓加工模具建筑用鋼：
?。?1 ） Cr12Mo1V1 （編號(hào) D2 ）鋼 為仿國(guó)外 ASTM 規(guī)范里的 D2 鋼引入 的鋼材牌號(hào)，屬 Cr12 槽鋼。因?yàn)?D2 鋼中 Mo 、 V 成分提升，優(yōu)化了晶體，優(yōu)化了滲碳體分布情況，因而 D2 鋁的強(qiáng)韌性（沖擊韌度、抗拉強(qiáng)度、撓度值）比 Cr12MoV 鋼逐步提高，耐磨性及抗回火可靠性都比 Cr12MoV 更高一些。可以用深冷處理，提高硬度從而改善尺寸穩(wěn)定性。用 D2 鋼制作出來(lái)的沖裁模具使用壽命要高于 Cr12MoV 鋼模具。
D2 鋁的鍛造性能和熱塑性成形性比 Cr12MoV 鋼略差，機(jī)械加工制造性能熱處理方法與 Cr12 槽鋼類(lèi)似。
?。?2 ） Cr6WV 鋼 為高 耐磨損微 變型高碳鋼中錳鋼，碳、鉻成分要低于 Cr12 槽鋼，滲碳體分布情況較 Cr12MoV 勻稱(chēng)，具有較好的切削性能。熱處理工藝變型小，機(jī)械加工制造特性不錯(cuò)?？估瓘?qiáng)度、沖擊韌度好于 Cr12MoV ， 僅僅耐磨性稍低于 Cr12 槽鋼。用以承擔(dān)比較大沖擊力的高韌性、超耐磨板材沖裁模，實(shí)際效果優(yōu)于 Cr12 槽鋼。
鋁的常見(jiàn)熱處理方法為：淬火溫度9701 ~ 000℃，一般可滾油或硝鹽等級(jí)分類(lèi)淬火制冷，規(guī)格比較小的構(gòu)件可采用風(fēng)冷。淬火后應(yīng)該馬上回火，回火溫度160210 ~ ℃，強(qiáng)度 58 ~ 62HRC。
?。?3 ） Cr4W2MoV 鋼 都是高 耐磨損微 變型高碳鋼中錳鋼，取代 Cr12 槽鋼而研制出鋼材牌號(hào)，滲碳體均勻度好，耐磨性高過(guò) Cr12MoV ，適合制做樣子繁雜、加工精度要求較高的沖壓加工模具，適合于鐵氧體磁芯沖裁模。
Cr4W2MoV 鋼的熱處理加工工藝：規(guī)定抗壓強(qiáng)度、延展性較大時(shí)，選用超低溫淬火、超低溫回火加工工藝：淬火溫度 960~980 ℃，回火溫度 280~320 ℃，強(qiáng)度 60~62HRC 。規(guī)定熱硬性和耐磨性較大時(shí)，選用持續(xù)高溫淬火、持續(xù)高溫回火加工工藝：淬火溫度 1020~1040 ℃，回火溫度 50 0~540 ℃，強(qiáng)度 60~62HRC 。
（ 4 ） 7CrSiMnMoV( 編號(hào) CH-1) 鋼 為 空淬微變型高合金鋼、火苗淬火鋼，可以借助火苗開(kāi)展部分淬火，淬硬層模具刀口一部分。淬火溫度（ 800~1000 ℃ ），具有較好的切削性能和 淬硬性 （可以達(dá)到 60 HRC 之上），強(qiáng)度延展性比較高，崩 刃 后能夠焊接?？扇〈?CrWMn 、 Cr12MoV 鋼，制做樣子繁雜的沖裁模。 CH-1 鋁的強(qiáng)烈推薦熱處理方法：淬火溫度 900~920 ℃， 油冷 ， 190~200 ℃ 回火 1~3 鐘頭，強(qiáng)度 58~62 HRC 。
?。?5 ） 6CrNiSiMnMoV( 編號(hào) GD) 鋼 為高耐磨高合金鋼，切削性能好，空淬變型小，耐磨性比較高。其強(qiáng)韌性明顯高于CrWMn 和 Cr12MoV 鋼，不容易崩刃或破裂。尤其適用于細(xì)而長(zhǎng)、片狀狀 模座及 大中型、樣子繁雜、厚壁凸凹模。
GD 鋁的強(qiáng)烈推薦熱處理方法：淬火溫度 870~930 ℃（ 900 ℃ 最好 ），滲碳爐加溫（ 45s/mm ）， 油冷或 風(fēng)冷、風(fēng)冷式 ， 175~230 ℃ 回火 2 鐘頭，強(qiáng)度 58~62 HRC 。因?yàn)轱L(fēng)冷就可以淬硬層 ，也可以采用火焰加熱淬火。
?。?6 ） 9Cr6W3Mo2V2( 編號(hào) GM) 鋼為超耐磨高強(qiáng)度 韌 碳素鋼，各類(lèi)使用性能優(yōu)良，其耐磨性、強(qiáng)韌性、生產(chǎn)加工特性均好于 Cr12 槽鋼，可以用作快速?zèng)_壓機(jī)沖壓加工中的多軸 沖壓模具等 高精密模具，是較理想的耐磨損、精密沖壓模具建筑用鋼。
GM 鋼的熱處理加工工藝：淬火溫度 1080~1120 ℃，強(qiáng)度 64~66HRC 。 回火溫度 540~560 ℃，回火二次。
?。?7 ） Cr8MoWV3Si ( 編號(hào) ER5) 鋼 屬超耐磨高堅(jiān)韌碳素鋼，具有較強(qiáng)的電火花線切割特性，抗壓強(qiáng)度、延展性、耐磨性都好于 Cr12 槽鋼，適用大中型精密沖壓模具。用以鐵氧體磁芯沖裁模，一次 刃 磨使用壽命為 21 萬(wàn)次數(shù)，總使用壽命達(dá)到 360 萬(wàn)次數(shù)，是當(dāng)前碳素鋼沖壓模具沖裁鐵氧體磁芯的比較高使用壽命水準(zhǔn)。
ER5 鋁的強(qiáng)烈推薦熱處理工藝：對(duì)高耐磨性、高強(qiáng)度韌性的磨具，選用 1150 ℃ 熱處理， 520~530 ℃ 回火 3 次； 對(duì)輕載服現(xiàn)役情況下的磨具，選用 1120~1130 ℃ 熱處理， 550 ℃ 回火 3 次。
3 ．硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)合金
當(dāng)工件大批量巨大時(shí)，可以選擇選用硬度和耐磨性比各種模具鋼材種更高硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。作為模具鋼材的硬質(zhì)合金為 鎢鈷類(lèi) ，伴隨著 含鈷數(shù)量的增加，韌性及抗拉強(qiáng)度提升而強(qiáng)度下降。針對(duì)承擔(dān)撞擊力比較小的磨具，能夠選用 含鈷量比較低 的 YG10X ；承擔(dān)撞擊力中等水平或比較大的磨具，能夠選用含鈷量比較高 的 YG15 或 YG20 。硬質(zhì)合金的缺陷為韌性較弱、無(wú)法生產(chǎn)加工，做為模具作業(yè)構(gòu)件能夠設(shè)計(jì)成鑲拼構(gòu)造。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金性能處于硬質(zhì)合金和高速鋼中間，可以機(jī)械加工制造和熱處理工藝，能夠用于制造繁雜高使用壽命磨具。作為沖裁模 的鋼結(jié)硬質(zhì)合金 有 DT 、 GT35 、 TLMW50 、 GW50 等。
厚鋼板沖裁模具
厚鋼板沖裁模能承受的沖工作壓力高過(guò)金屬薄板沖壓模具，為輕載沖裁模，易損壞、崩 刃 和破裂，這就要求模具鋼材應(yīng)具備強(qiáng)的耐磨性和強(qiáng)韌性。
傳統(tǒng)式磨具建筑用鋼傳統(tǒng)輕載沖裁模具鋼材牌號(hào)主要包括 T8A 、 Cr12MoV 、 W18Cr4V 、
W6Mo5 Cr4V2 等。
在其中 T8A 為調(diào)質(zhì)鋼，盡管切削性能、韌性比 T10A 鋼明顯改善，但易殘留網(wǎng)狀碳化物、熱硬性差，只適用于產(chǎn)品工件大批量比較小的大厚沖裁模。 T8A 專(zhuān)用工具鋼的熱處理加工工藝為： 790~820 ℃水和油 淬， 160~180 ℃ 回火，強(qiáng)度 58~61HRC 。
W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2為高速鋼，具有較高的強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性，但韌性比較低，工作中時(shí)會(huì)可能會(huì)產(chǎn)生崩 刃或破裂，所以?xún)r(jià)格偏貴。建議使用超低溫?zé)崽幚怼⒀杆偕郎責(zé)崽幚淼裙に嚧胧﹣?lái)改變其韌性。針對(duì)產(chǎn)品工件大批量比較大的厚鋼板沖裁模，可以使用W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2鋼做 凸 模，Cr12MoV 鋼做型腔 。
W18Cr4V 鋁的強(qiáng)烈推薦熱處理方法： 1220~1250 ℃ 熱處理； 550~570 ℃ 回火 3 次。
W6Mo5Cr4V2 鋁的強(qiáng)烈推薦熱處理方法： 1160~1200 ℃ 熱處理 ： 550~570 ℃ 回火 3 次。
3. 常見(jiàn)磨具新鋼材牌號(hào)
為了能擺脫高速鋼的缺陷，提升使用期限，輕載沖裁模具可選用 降碳降釩 高速鋼6 W6Mo5 Cr4V（6W6）以及以高速鋼成分為基本，加上少量其他原素所組成的高強(qiáng)度韌性模具鋼材 — 基材鋼，如 65Nb鋼、LD鋼、012AL鋼、CG-2 鋼等 。
?。?1）6 W6Mo5 Cr4V (6W6)鋼 為高強(qiáng)度韌性高速鋼，因?yàn)闇p少了滲碳體含量和均勻一致性，進(jìn)而在維持硬度和耐磨性的前提下，抗拉強(qiáng)度、沖擊性韌性和可塑性都是有顯著提升，盡管耐磨性稍低，仍可以用超低溫 氮碳共滲提升 硬度和耐磨性。其熱處理方法和高速鋼W6Mo5Cr4V2類(lèi)似。
?。?2 ） 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) 鋼 65Nb 鋼源自 W6Mo5CrV2 鋼正常的 熱處理后基本特征，碳含量比高速鋼低，碳品質(zhì) 成績(jī) 的中限為 0.65% ，故稱(chēng) 65Nb 。各合金成分在鋼中的重要性與在高速鋼中類(lèi)似， 另添加 3% 的 Nb 可以形成性能穩(wěn)定的滲碳體 NbC ，可以有效阻攔奧氏體晶粒成長(zhǎng)，改進(jìn)鋁的物理性能和使用性能。這類(lèi)鋼具有較強(qiáng)的耐磨性和很強(qiáng)的持續(xù)高溫韌性，可替代 Cr12MoV 、 W18Cr4V 鋼，用以輕載沖裁模和冷擠壓模、 冷鐓模 。
65Nb 鋼煅造和淬火工藝性能優(yōu)良，熱處理溫度范疇寬，退火溫度還可以在 1080~1180 ℃，回火溫度是 520~600 ℃中間挑選。當(dāng)采用比 W6Mo5CrV2 鋼正常的 退火溫度低環(huán)境溫度熱處理后，其機(jī)構(gòu) 在碳含量 相對(duì)較低的奧氏體常規(guī)上勻稱(chēng) 遍布有細(xì)顆粒狀未溶滲碳體。根據(jù)熱處理工藝參數(shù)調(diào)節(jié)，可以獲得不一樣強(qiáng)度、韌性、耐磨性相互配合，以可以滿(mǎn)足不同模具技術(shù)性能。 65Nb 鋼的熱處理加工工藝： 1080~1180 ℃滲碳爐加溫（ 15~20s/mm ）油 淬， 520~560 ℃ 回火 2 次，強(qiáng)度 57~63 HRC 。
?。?3 ） 7Cr7Mo2V2Si (LD) 鋼 LD 鋼含碳量、 含鈷量高過(guò) 65Nb ，含釩量也比較高。 釩可優(yōu)化 晶體，提升耐磨性。所以其抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性明顯高于 65Nb 因?yàn)榫哂休^好的強(qiáng)韌性和耐磨性，因此適合生產(chǎn)制造各種各樣輕載磨具。
LD 鋁的強(qiáng)烈推薦熱處理方法： 850 ℃加熱， 1100~1150 ℃ 熱處理； 油冷后 530~570 ℃ 回火 2~3 次，每一次 1~2 鐘頭，強(qiáng)度 57~63 HRC 。
?。?4 ） 5Cr4Mo3SiMnVAL (012AL) 鋼 012AL 鋼里加入質(zhì)量濃度為 0.3~0.7% 的鋁，目的在于細(xì)化晶粒，提升鋁的沖擊性韌性和熱處理可塑性，加 Si 則為了能強(qiáng)化基體。 012AL 鋼強(qiáng)韌性高，整體性能好，實(shí)用性強(qiáng)，是冷、熱兼用型模具鋼材。其抗拉強(qiáng)度及撓度值高過(guò) W18Cr4V 高速鋼，取代高速鋼作磨具時(shí)極少產(chǎn)生斷裂問(wèn)題?？梢杂糜谥邪辶蠜_裁模具和 各種冷 、熱作模具。
012AL 鋁的強(qiáng)烈推薦熱處理方法： 1090~1120 ℃滲碳爐加溫（ 30s/mm ）油 淬， 510 ℃ 回火 2 次， 每一次油冷 2 鐘頭 ，強(qiáng)度 60~62 HRC 。
?。?5 ） 6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2) 鋼 CG-2 鋼在成份里加 Ni ，加強(qiáng)了基材，優(yōu)化了韌性和高溫特性。并增加 Mo 降低 W ，從而降低滲碳體的縮松。 CG-2 鋼具備強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)韌性，在熱處理工藝到高韌性后仍能夠維持較好的韌性，較切實(shí)解決了高韌性與韌性的有效相互配合。但煅造可塑性較弱，淬火后強(qiáng)度較高。也可以作為中板料沖裁模具和 各種冷 、熱作模具。
CG-2 鋼的熱處理加工工藝：退火溫度 1100~1140 ℃加溫（ 20s/mm ）， 油冷 ， 540 ℃ 回火 2 次，每一次 2 鐘頭，風(fēng)冷，強(qiáng)度 60~62 HRC 。
二. 拉深模具原材料的選用及熱處理工藝規(guī)定
表 11.2.1 各種各樣板材適用 拉深模原材料
因?yàn)槔钅＞叩臒o(wú)效大多為黏附磨損和磨粒磨損，并且以黏附損壞為主導(dǎo)。因而選用的模具鋼材務(wù)必具有很高的耐磨性及抗黏附特性，及其充足的抗壓強(qiáng)度。按被拉深原材料 考慮到適用拉 深模原材料 可以參考一下表 11-1 。選用的時(shí)候還應(yīng)注意被拉深原材料的板材薄厚、 拉深零件的 規(guī)格樣子及其生產(chǎn)批量大小等多種因素。
?。ㄒ唬?負(fù)載拉深（拉深冷軋鋼板和 銅、 鋁合金型材）后的模具鋼材
生產(chǎn)批量較鐘頭，針對(duì)樣子簡(jiǎn)單筒形 淺拉深件 ，可選用 T8 、 T10 鋼； 針對(duì)樣子繁雜的中小企業(yè)件，選用 CrWMn 、 9Mn2V 。
中大批量生產(chǎn)或生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用 Cr12MoV 。
生產(chǎn)批量非常大時(shí)，選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。
?。ǘ┹p載拉深（拉濃厚厚鋼板、反拉深、變軟拉深）后的模具鋼材
生產(chǎn)批量較鐘頭，可選用 T10 、 CrWMn 。
生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用 Cr12MoV 及其 GM 鋼。 GM 鋼的強(qiáng)度和韌性高過(guò)高速鋼、 Cr12MoV ；抗黏附磨損和磨粒磨損水平明顯優(yōu)于基材鋼和 Cr12MoV ，在拉 深模層面 已經(jīng)得到較好應(yīng)用。
生產(chǎn)批量非常大時(shí)，考慮到選用硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。
（三）拉深不銹鋼板、 高鎳合金鋼 、耐熱鋼板的模具鋼材
拉深這種資料時(shí)，很容易發(fā)生黏附和壓光，優(yōu)選模具鋼材為鋁青銅。
生產(chǎn)批量較鐘頭，可選用鋁青銅、 T10A （硬質(zhì)氧化，留意選用硬質(zhì)氧化加工工藝時(shí)涂層不可以過(guò)厚，防止拉深時(shí)脫落）。
生產(chǎn)批量較大時(shí)，選用鋁青銅、 Cr12MoV 、 Cr12Mo1V1 （表層高頻淬火）。
生產(chǎn)批量非常大時(shí)，選用硬質(zhì)合金。
?。ㄋ模┐笾行?拉深件 、汽車(chē)覆蓋件的拉深模具原材料
能夠選用合金鑄鐵或高韌性球墨鑄件。球墨鑄件可以滲入潤(rùn)滑脂，組織中的高純石墨具備自潤(rùn)滑軸承功效，可以有效地緩解拉深里的磨擦，并且成本低、非常容易生產(chǎn)加工。
高韌性球墨鑄件能夠采用多物質(zhì)延遲時(shí)間制冷奧氏體等溫淬火，以獲取相對(duì)較高的強(qiáng)度韌性，強(qiáng)度為 55~58 HRC 。先把磨具遲緩加熱之后再加熱到 880~900 ℃，隔熱保溫前先氣體急冷，隨后食鹽水 淬冷至 550 ℃上下即轉(zhuǎn)到 油冷，當(dāng)模溫 降到 250 ℃上下，放進(jìn) 180~200 ℃的油鍋中等溫過(guò)程維持 2~3 鐘頭，然后將溫度降到 170 ℃上下等溫過(guò)程 5~7 鐘頭，最終轉(zhuǎn)到風(fēng)冷。
SKD61歸屬于日標(biāo)熱作模具鋼，產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：JIS G4404-2006
SKD61是一種含硅、鉻、鉬、釩的中等鋁合金熱作模具鋼經(jīng)熱處理、回火處理之后獲得機(jī)構(gòu)細(xì)、晶體適中馬氏體組織,大部分散落著微小的炭化物,具有較好的綜合性物理性能,并且切削性能可以好,較為適合生產(chǎn)制造體積大、樣子繁雜的磨具。適用熱作，鋁、鎂、鋅、合金材料壓鑄模具，切槽刀，剪子及熱鍛姿勢(shì)，塑料型模，熱作銑刀，軋刀，一般熱作鍛模，熱地腳螺栓模，熱間各種軟件等。
SKD61成分如下圖所示：
生產(chǎn)制造冷沖壓模具的原材料通常是金屬材料，凸、型腔所使用的模具鋼材有調(diào)質(zhì)鋼；低合金結(jié)構(gòu)鋼，中、高合金結(jié)構(gòu)鋼，高速鋼；基材鋼；硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等。例如：W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)、7Cr7Mo3V2Si(LD)、6Cr4Mo3Ni2WV(CG2)及5Cr4Mo3SiMnVAl(012A1)、YG20、YG25等型號(hào)；YGl5、YG20用以沖裁模；YG6、YG8、YG11用以拉深模；常見(jiàn)的鋼結(jié)硬質(zhì)合金型號(hào)有GT35、TLW50、TLMW50、GW50和DT等；常見(jiàn)的預(yù)硬鋼牌號(hào)有35Cr、35CrMo、40Cr、42CrMo等。超耐磨、高韌性的冷作模具鋼GM鋼和ER5鋼、Cr12、Cr12Mo1V1、Cr12MoV等。
制做塑料模具的建筑鋼材有：T8A、 Tl0A、CrWMn，9Mn2V、Crl2、 Cr4WMoV、P20、5NiSCa, SMl、SM2PMS、06NiCrMoVTiAl、 06Ni7Ti2Cr等。
制做壓鑄件的建筑鋼材有：3Cr2W8V、225Cr4W5Mo2V、5Cr4W5Mo2V（RM-2）鋼、5Cr4Mo3SiMnVAl（O12Al）鋼、6Cr4Mo3Ni2WV（CG-2）、4Cr3Mo3W4VNb（GR）、4Cr3Mo2NiVNbB（HD）等。
W18Cr4V和含鎢量較小的鉬高速鋼W6Mo5Cr4V2、6W6MoSCr4V。他們具備高韌性、高韌性、高耐磨性、高韌性等特性，是制造高精度、超耐磨最高級(jí)的模具鋼材。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金型號(hào)有GT35、TLW50、TLMW50、GW50和DT等。
高鉻、高速鋼耐磨性高，但易脆斷。因此探討了超耐磨、高韌性的冷作模具鋼GM鋼和ER5鋼。
GM鋼在成份設(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮到了避免發(fā)生粗壯的一次滲碳體，在強(qiáng)韌性好的前提下彌漫遍布細(xì)微、均勻滲碳體，賦予其最理想的二次炭化能力及損壞抵抗力。GM鋼硬度指標(biāo)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基材鋼和高鉻合金鋼，而十分貼近高速鋼，耐磨性高。在韌性和抗壓強(qiáng)度層面GM鋼好于高速鋼和高鉻合金鋼，耐磨性與強(qiáng)韌性獲得了最好相互配合。GM鋼做為一種新型耐磨鋼板在冷作模具原材料行業(yè)取代C12系列產(chǎn)品鋼材牌號(hào)，有寬闊的發(fā)展前景。已經(jīng)在沖壓機(jī)床多軸沖壓模具、滾絲模、切邊模上運(yùn)用，比Crl2MoV鋁的使用壽命提升2～6倍左右。
ER5鋼在抗壓強(qiáng)度、韌性、耐磨性等方面都好于Crl2槽鋼，并且在煅造、熱處理工藝、機(jī)械加工、金屬加工等多個(gè)方面無(wú)特別要求，生產(chǎn)制造制作工藝簡(jiǎn)易行得通，原材料成本適度，適用制做大中型輕載冷鐓模、高精密沖壓模具及其他冷沖、冷成型模具。
冷作模具鋼
對(duì)冷作模具原材料的關(guān)鍵特性基本要求：較好的耐磨性，充足的強(qiáng)度韌性，強(qiáng)的疲勞強(qiáng)度，較好的抗擦破和牙齒咬合特性和良好的使用性能。
九十年代之前，中國(guó)常見(jiàn)的冷作模具鋼有：調(diào)質(zhì)鋼T1OA，合金結(jié)構(gòu)鋼9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；45號(hào)鋼GCr15；工具鋼60Si2Mn，滲碳鋼20Cr、12CrNi3A；不銹鋼板3Crl3等。在其中使用量比較大 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。
為了滿(mǎn)足生產(chǎn)制造規(guī)定，中國(guó)依次研究與開(kāi)發(fā)了一系列新式冷作模具鋼。
1、合金結(jié)構(gòu)鋼冷作模具鋼
中國(guó)研發(fā)的合金結(jié)構(gòu)鋼冷作模具鋼中，有7CrSiMnMoV（代號(hào)CH）、
6CrMnNiMoVSi（代號(hào)GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。這種鋁的切削性能好，淬火氣溫較低，熱處理工藝變型小，價(jià)格便宜，具有較強(qiáng)的強(qiáng)度韌性相互配合，適用生產(chǎn)制造精密度繁雜磨具。
7CrSiMnMoV，代號(hào)CH，在820～1000℃淬火，可得到HRC60之上硬度，是一種空淬微變型鋼，能夠火焰加熱風(fēng)冷淬硬層。該鋁的耐磨性雖然比Cr12MoV差，但是比9Mn2V和T10A好；抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和沖擊性韌性都好于Cr12MoV和9Mn2V；熱處理工藝后變形程度和常見(jiàn)的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等鋼非常。 CH鋼具有較好的強(qiáng)韌性良好的工藝性能，適合于取代T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等生產(chǎn)制造對(duì)強(qiáng)韌性要求高的冷作模具，如沖孔機(jī)模座、中冷軋鋼板（2～5mm厚）的壓邊落料模等。因?yàn)樵撲摽梢圆扇』鹧婕訜犸L(fēng)冷淬硬層，因此也用于制作規(guī)定表層火苗淬火的那一部分模具制造。 6CrMnNiMoVSi，代號(hào)GD，較CH鋼增強(qiáng)了0.85％左右Ni，進(jìn)一步強(qiáng)韌化了基材。該鋁的淬火環(huán)境溫度比較寬，切削性能好，也可以火焰加熱風(fēng)冷淬火，具有較好的強(qiáng)韌性。當(dāng)用于制作易崩及斷裂的冷沖模具時(shí)，產(chǎn)品壽命比較高。
2、高堅(jiān)韌耐磨鋼板
Cr12系列產(chǎn)品冷作模具鋼是較廣泛采用的鋼材牌號(hào)系列產(chǎn)品，具有較好的切削性能和耐磨性，但碳化物滲碳體縮松較為嚴(yán)重，韌性較弱，淬火后出現(xiàn)異常變型比較大。為填補(bǔ)該類(lèi)鋼的性能缺點(diǎn)，中國(guó)依次研發(fā)了一些高堅(jiān)韌耐磨鋼板，如7 Cr7Mo2V2Si(代號(hào) L D)、Cr8WmoV3Si(代號(hào) ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代號(hào) GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。與 Cr12、Cr12MoV對(duì)比，該類(lèi)鋁的碳和鉻的成分比較低，優(yōu)化了滲碳體不均勻性，提升了韌性；適度增強(qiáng)了 W、Mo、V等合金成分含量，從而提升了二次硬化水平，提升了耐磨性。因此，該類(lèi)鋼在具有較好的強(qiáng)韌性的前提下，也有良好的耐磨性和比較好的整體性能，關(guān)鍵用于制作承擔(dān)地應(yīng)力比較大、規(guī)定高強(qiáng)度韌性和抗磨損的各種冷作模具。
7Cr7Mo2V2Si，代號(hào)LD，一開(kāi)始是對(duì)于冷鐓模具而研制出。其碳含量小于 G．Steven介紹的'均衡碳'規(guī)律性，使鋼在具備高韌性的前提下，又具有較強(qiáng)的韌性；添加Cr、Mo、V原素，有益于二次硬化，確保鋼具有很高的強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度良好的耐磨性；添加一定量的 Si，以強(qiáng)化基體，提升回火可靠性。LD鋼常見(jiàn)的熱處理方法是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火后強(qiáng)度 HRC57～63。1100℃淬火后機(jī)構(gòu)為空心針奧氏體十殘留奧氏體十剩下滲碳體，晶粒大小10.5級(jí)。 l100℃ 淬火、570℃回火后機(jī)構(gòu)為回火奧氏體十殘留滲碳體。 LD鋼已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造冷鍛、冷沖、冷擠壓、冷拔等承擔(dān)沖擊性、應(yīng)力比較大，也要求抗磨損的各種冷作模具。
Cr8MoWV3Si，代號(hào) ER5，在具有較強(qiáng)強(qiáng)韌性的前提下，且具有突顯好一點(diǎn)的耐磨性。該鋼在回火環(huán)節(jié)中彌漫進(jìn)行析出的獨(dú)特滲碳體，是 ER5比 Crl2系鋼具備更高強(qiáng)度韌性和耐磨性的主要原因。ER5鋼適用生產(chǎn)制造承擔(dān)撞擊力比較大，沖擊性速率相對(duì)較高的高精密冷沖，輕載冷沖及其規(guī)定超耐磨的許多冷作模具。
9Cr6W3Mo2V2，代號(hào)GM，都是以提升耐磨性為主要目標(biāo)而研制出超耐磨冷作模具鋼。該鋼根據(jù) Cr、 W、Mo、V等滲碳體產(chǎn)生元素有效配制，并依據(jù)'均衡碳'規(guī)律性配碳，使鋼具備最理想的二次硬化能力以及抗磨損水平，同時(shí)也保持著相對(duì)較高的強(qiáng)韌性良好的冷熱交替生產(chǎn)加工特性，適用生產(chǎn)制造沖裁件、冷擠、冷鍛、冷剪、高強(qiáng)螺栓直線光軸等高精密、超耐磨冷作模具。
er5模具鋼材的講解就談到這吧，謝謝你花費(fèi)時(shí)間閱讀文章本網(wǎng)站具體內(nèi)容。
