承受工作部件冲压模具材料的要求

　　冲压工作的冲击，振动，摩擦，压力和拉伸，弯曲和扭转载荷等，甚至工作（如冷挤压在较高温度下），的工作条件十分复杂，容易磨损，疲劳，断裂和变形现象。因此，比普通零部件模具材料要求的工作零件。

　　由于各类冲压模具的工作条件不同，所以模具的材料要求工作部件也各不相同。

　　1。模具

　　用于钣金件的材料要求冲压模具用材的工作要求具有高的耐磨性和硬度，而厚的模具除了要求高外耐磨性，抗压屈服点，以防止破损模具的或碎裂，还应该具有高的抗断裂性，高抗弯强度和韧性。

　　2。拉丝模材料的要求

　　需要工作部件模具材料具有附着力好，耐（抗咬合性），高耐磨性和硬度，韧性某些更好的切削加工性能，但热的时候变形小。

　　3。需要冷挤压模具模具材料

　　要求工作部件具有较高的强度和硬度，高耐磨性，以避免破碎的影响，也需要一定的韧性。因为当你将有一个更大的温度挤压，所以你应该有一定的抗热疲劳性和热硬性

　　11.2.2类型和材料特性

　　冲压模具冲压模具制造材料是钢，硬质合金，钢结硬质合金，锌基合金，低熔点合金，铝青铜，高分子材料等。目前制造冲压模具钢材为主材料的绝大部分，在模具的工作部件使用的材料的种类有：碳素工具钢，低合金工具钢，高碳高铬或铬工具钢，碳素钢，高高速钢，钢和硬质合金基体，钢结硬质合金等。

　　1。碳素工具钢

　　在碳素工具钢的模具更多的应用是T8A，T10A等，加工性能等优点，价格低廉。但淬透性和红硬性差，热处理变形，承载能力低。

　　2。

　　低合金工具钢低合金工具钢碳素工具钢的基础上加入合金元素的适量。与碳素工具钢相比，淬火，以减少变形的倾向和开裂，提高了钢的淬透性，耐磨性也不错。在模具制造中使用的低合金钢有CrWMn钢，9Mn2V，7CrSiMnMoV（代号CH-1），6CrNiSiMnMoV（代号GD）等。

　　3。高碳高铬工具钢

　　常见的高碳高铬工具钢Cr12的已经和Cr12MoV钢，Cr12Mo1V1（代号D2），具有良好的淬透性，淬硬性和耐磨性，热处理变形小，高耐磨微变形钢，经过高速钢的承载能力。然而，严重的碳化物偏析必须反复镦粗拉（轴向镦，径向拔）改锻，以减少碳化物的不均匀性，提高性能。

　　4。碳素工具钢

　　铬铬碳素工具钢的模具具有Cr4W2MoV，Cr6WV，Cr5MoV所以他们的低铬含量，共晶碳化物少碳化物均匀分布，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。用高碳高铬钢的碳化物偏析，以及改进的性能相对比较严重。

　　5。

　　高速钢高速钢工具钢具有最高的硬度，耐磨性和抗压强度，承载能力高。模具常用W18Cr4V的（代码8-4-1）和钨含量少W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）以及改善下拉钒高速钢韧性的低碳发展6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称碳M2）。 HSS还需要改变锻，以改善碳化物的分布。

　　6。基体钢

　　加入少量的高速钢，碳含量适当的，以改善钢的性能的基本组件等元素。这类钢统称钢基体。他们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，强度，韧性和抗疲劳比高速钢更好的高强度和韧性冷作模具钢，高速钢比材料成本较低。模具常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb（代码65NB），7Cr7Mo2V2Si（代号LD），5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）？等。

　　7。硬质合金和钢结硬质合金

　　硬质合金的硬度和耐磨性比其他任何一种工具钢，但抗弯强度和韧性差。碳化钨用作模具钴，对模具的小型和高耐磨损性的影响，可使用具有低钴硬质合金。上的大型模具的影响，可以使用具有高钴硬质合金。

　　钢结硬质合金加入到少量的铁粉末的合金元素（如铬，钼，钨，钒等），以使胶粘剂，碳化钛或碳化钨为硬质相，烧结而成的粉末冶金方法。钢结硬质合金基体是钢，硬质合金的韧性，克服贫困，加工困难的缺点，可切割，焊接，锻造和热处理。含有大量的钢结硬质合金硬质合金，虽然比硬质合金的硬度低，耐磨性好，但仍高于其它钢高，淬火，回火后硬度可达6873HRC。 /> 11.2.3可选

　　一。冲压模具选材和热处理要求

　　冲压模具材料的选择应考虑的工作产量，如果没有必要选择小批量高寿命的模具材料的;应被认为是送往工件材料，不同的材料合适的模具材料也不同。冲裁模耐磨性是决定模具的寿命，这取决于钢硬的碳化物颗粒和基体相的磨损条件下，两者的硬度越高，硬度的重要因素越多碳化物的数量，你有更好的耐磨性。普通钢冲压模具优异的耐磨性均差碳素工具钢 - 合金工具钢 - 钢基体 - 高碳高铬钢 - 高速钢 - 钢结硬质合金 - 硬质合金。

　　还必须考虑工件的厚度，形状，大小和其他因素对模具材料的选择的准确度的效果。

　　1。传统的模具钢

　　很长一段时间，国内钢金属片等冲压模具为T10A，CrWMn钢，9Mn2V，Cr12型和Cr12MoV钢。

　　其中T10A为碳素工具钢，有一定的强度和韧性。但不高的耐磨性，不易变形和淬火开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单，尺寸小，数量少落料模的。

　　T10A碳素工具钢的热处理工艺为：760810℃的水或油淬，160180℃回火，硬度5962HRC。

　　CrWMn钢，9Mn2V是那种高碳低合金钢，淬火简单的操作，淬透性比碳素工具钢，变形容易控制。但仍低的耐磨性和韧性，在中等音量时，工件冲裁模的复杂形状。 CrWMn钢的热处理工艺为：温度820840℃淬火油冷却，回火温度为200℃，硬度为6062HRC。过程9Mn2V钢的热处理：温度780820℃淬油冷回火温度150200℃，空冷，硬度为6062HRC。需要注意的是，应避免回火温度在200300℃回火脆性和显著体积膨胀的范围内。

　　的Cr12 Cr12MoV钢和高碳高铬钢，高耐磨，变形小淬透性，可用于大规模生产的模具，如矽钢冲压模具。但这类钢的碳化物不均匀性的存在，容易产生碳化物偏析，易发生冲时，缺口或破损。其中，Cr12的碳含量较高，比Cr12MoV钢碳化物分布不严重，脆性较大。

　　Cr12钢热处理的选择取决于模具的要求，当模具需要一个相对较小的变形和一定的韧性，我们可以用低温淬火，回火（Cr12的淬火950980℃，150200 ℃回火; 10201050℃淬火，180200℃回火）Cr12MoV钢。为了提高模具的温度，以提高其淬透性和红硬性，高温下可进行淬火和回火的10001100℃，480500℃回火（Cr12的淬火; 11101140℃淬火Cr12MoV钢，500520℃回火）。 高铬钢，应尽量避免。 。

　　2使用

　　为了弥补缺乏传统的模具钢，国内开发或引进更好的钢片等冲压模具的如下性能表现新钢模具：

　　（1）Cr12Mo1V1（代号D2）钢为美国ASTM标准D2钢进口钢材的模仿，是Cr12钢。由于D2钢钼，钒含量的增加，成品粮，碳化物的分布改善，因此D2钢的韧性（冲击韧性，抗弯强度，挠度）相比提高Cr12MoV钢，耐磨，比Cr12MoV钢的回火稳定性高。可用冷处理，提高硬度和更好的尺寸稳定性。通过冲裁模具寿命比Cr12MoV钢模具生产的D2钢。锻造性能

　　D2钢和热塑性塑料成型比Cr12MoV钢，机械加工和热处理工艺性能和Cr12钢类似略差。

　　（2）Cr6WV？钢钢高碳铬耐磨微变形，碳，铬含量均低于Cr12钢，比Cr12MoV钢碳化物均匀分布，具有良好的淬透性低。热处理变形小，良好的机械加工性能。抗弯强度，冲击韧性比Cr12MoV钢，刚穿比Cr12钢略低。高硬度承受较大的冲击，高耐磨金属板材冲压模具，其比Cr12钢更好。用于

　　钢的热处理工艺：淬火温度9701000℃，一般热油或硝酸盐淬火冷却，尺寸小部件可采取空冷。后立即淬火，回火，回火温度160210℃，硬度为5862HRC。

　　（3）Cr4W2MoV钢是一种高碳铬耐磨钢，钢和替代Cr12钢，碳化物均匀性，耐磨性高于Cr12MoV钢，适合生产形状复杂，尺寸发展微变形高精密冲压模具，冲压模具，可用于硅钢片。

　　Cr4W2MoV钢的热处理工艺：要求强度，高韧性，耐低温淬火，回火工艺：淬火温度960980℃，回火温度280320℃的温度，硬度6062HRC。较高的热硬度和耐磨性要求的电阻，采用高温淬火，回火工艺：淬火温度10201040℃，回火温度50 0540℃，硬度为6062HRC。

　　（4）7CrSiMnMoV（代号CH-1）低合金结构钢，淬火钢的火焰，在火焰能够硬化，硬化模具边缘部分的空淬钢微变形。淬火温度（8001000℃），具有良好的淬透性和淬硬性（可达60 HRC以上），强度高，韧性好，焊接能量崩后。可代替CrWMn钢，Cr12MoV钢生产形状复杂的模具。钢CH-1的推荐热处理：淬火温度900920℃，油冷，190200℃回火13小时，硬度5862 HRC。

　　（5）6CrNiSiMnMoV（代号GD）的低合金钢高韧性，淬透性好，空气淬火变形小，耐磨性高。显著高于其韧性和Cr12MoV钢CrWMn钢，易崩刃或破损更高。特别是对于细长，薄板材打孔，大，形状复杂，薄壁的一拳。

　　推荐GD钢的热处理：淬火温度870930℃（900℃最佳），盐浴炉加热（45s/mm），油冷或空冷，风冷，175230℃回火2小时硬度5862 HRC。因为空气冷却可以硬化，它可被加热火焰淬火。

　　（6）9Cr6W3Mo2V2（代号GM）是高耐磨高韧性钢合金，性能优良的工艺，耐磨性，韧性，而且比Cr12钢的加工性能，可用于多工位级进模，精度下高速冲床冲压模具，是一种理想的耐磨，精密冲压模具钢。

　　通用汽车钢的热处理：淬火温度10801120℃，硬度为6466HRC。回火温度540560℃，回火两次。

　　（7）Cr8MoWV3Si（代号ER5）是一种高耐磨高韧性钢合金，电火花加工具有良好的性能，强度，韧性，耐磨性比Cr12钢更好地为大型精密冲压模具。对于矽钢冲压模具，21万次研磨生活中，高达360万次的总生命，是生命模具冲孔硅钢合金的更高的水平。

　　推荐ER5钢的热处理：高耐磨，高强度和模具的韧性，采用1150℃淬火，520530℃回火3次;高负载情况下的模具服务，利用11201130℃淬火，550℃回火3次。

　　3。硬质合金，当工件批量大，可以考虑使用各种模具的硬度和耐磨性比钢或硬质合金钢结硬质合金更高的阻力钢结硬质合金

　　。作为模具材料是碳化钨钴，随着钴含量的韧性和抗弯强度和硬度降低。承受较小的模具的影响，可以用低钴含量YG10X使用;承受中型或大型模具的影响，可以用较高的钴含量YG15 YG20或使用。缺点是硬质合金的韧性差，难于加工，作为模具构件可被设计为工作镶嵌结构。硬质合金和高速钢，能够加工和热处理的钢结硬质合金的性能，可用于创建复杂，高寿命模具。作为冲压模具钢结硬质合金有DT，GT35，TLMW50，GW50等。

　　厚板冲压模具冲压模冲头承受的片材模具上方的压力，冲压模具为重型，不易磨损，崩刃和断裂，所以要求模具材料应具有较高的耐磨损性和韧性。

　　传统的重型钢材的传统模具冲压模具钢主要有T8A，Cr12MoV钢，W18Cr4V的，

　　W6Mo5 Cr4V2等。

　　其中碳素工具钢T8A，但淬透性，韧性比T10A钢有所好转，但易残存网状碳化物，热硬度差，工作只能用于小批量模厚。 T8A工具钢的热处理工艺为：790820℃的水或油淬，160180℃回火，硬度5861HRC。

　　W18Cr4V的，W6Mo5Cr4V2钢高速工具钢，高硬度，抗压强度和耐磨性，但韧性较差，崩刃或断裂可能发生在工作，而且价格也比较昂贵。推荐温淬火，快速加热和淬火工艺措施，提高其韧性。对于较大数量的厚片的模具，可以用W18Cr4V的，W6Mo5Cr4V2钢冲钢，Cr12MoV钢制成钢模具。推荐热处理

　　W18Cr4V的钢铁：12201250℃淬火; 550570℃回火3次。

　　推荐W6Mo5Cr4V2钢钢的热处理：11601200℃淬火：550570℃回火3次。

　　3。常见的模具钢

　　新高速工具钢，以克服缺点，提高使用寿命，重型冲压模具可选用下拉碳钒高速钢6 W6Mo5 Cr4V（ 6W6）和高速钢基部件，添加少量其他元素，使模具钢的强度和韧性 - 钢基体，如65NB钢，LD钢，012AL钢，CG-2钢等。

　　（1）6 W6Mo5 Cr4V（6W6）钢高强度和高速钢，硬质合金，由于含量和分布均匀的韧性降低，所以在保持硬度和耐磨性，抗折强度，冲击韧性和延展性有显著改善，虽然稍低的耐磨性，低温仍然渗提高表面硬度和耐磨性。其热处理和高速钢W6Mo5Cr4V2钢相似。

　　（2）从基本成分采取6Cr4W3Mo2VNb（65NB）65NB钢钢钢W6Mo5CrV2正常淬火后，比高速钢，0.65％的限制碳质量分数，因此，碳含量低的命名65NB。在钢和类似的高速钢的合金元素，并添加了3％的Nb的作用，可形成非常稳定的碳化物的NbC，能有效地防止奥氏体晶粒长大，提高钢和工艺性能的机械性能。此钢具有良好的耐磨性和较强的高温韧性，可以代替Cr12MoV钢，W18Cr4V的钢重型落料模和冷挤压模具，冷镦模。

　　65NB钢锻造和退火性能良好，广泛的热处理温度，淬火温度可以是10801180℃，回火温度之间520600℃的选择。当使用比普通钢W6Mo5CrV2淬火的淬火，从而被均匀地与颗粒未溶解碳化物的低碳马氏体基体的组织中分布的温度低。通过调整热处理参数可以是不同的强度，韧性，耐磨性领带，以适应不同的性能要求的模具。 65NB钢的热处理：10801180℃的盐浴炉加热（1520s/mm）油淬，520560℃回火2次，硬度5763 HRC。

　　（3）7Cr7Mo2V2Si（LD）LD钢碳素钢，钴的含量比65NB高，钒含量也较高。钒细化晶粒，提高耐磨性。所以其抗压强度，抗弯强度和耐磨性均高于65NB高，由于良好的韧性和耐磨性，从而适用于各种重型模具的制造。

　　LD钢热处理推荐：850℃预热，11001150℃淬火;经过油冷却器530570℃回火2-3次，每次12小时，硬度5763 HRC。

　　（4）5Cr4Mo3SiMnVAL（012AL）？0.30.7％的铝钢012AL钢的质量分数，晶粒细化的目的是改善钢和塑料热加工的冲击韧性，加上在硅以强化基体。 012AL钢的高强度和韧性，良好的综合性能，多功能性，冷，热合模具钢。较高的抗弯强度和挠度W18Cr4V的高速钢，高速钢，而不是破坏的现象很少亡。冲裁板材料可以用作模具和各种冷，热作模具。

　　012AL建议钢的热处理：10901120℃的盐浴炉加热（30s/mm）油淬，510℃回火2次机油冷却器2个小时，硬度6062 HRC。

　　（5）6Cr4Mo3Ni2WV（CG-2）钢CG-2钢部件加上镍，强化基体，提高了韧性和耐高温性能。减少，同时增加沫W，以减少碳化物偏析。 CG-2钢具有很高的强度和韧性，当热处理可以保持高的硬度，良好的韧性解决了合理的高硬度和韧性。但锻造退火后的塑性较差，硬度高。冲裁板材料可以用作模具和各种冷，热作模具。热处理

　　CG-2钢：淬火温度11001140℃加热（20s/mm），油冷却器，540℃回火2次1小时，空气冷却，在6062 HRC硬度。

　　2。拉丝模材料选择和热处理要求

　　表11.2.1适用于各种金属板材拉丝模材料

　　由于未拉伸模主要是粘着磨损和磨粒磨损和粘附磨损。因此，模具材料的选择必须具有高的耐磨损性和粘合性能，并且具有足够的强度。通过材料的考虑适用的拉深模材料可以参考表11-1。选择片的厚度时，也应考虑被拉深材料，尺寸和形状以及拉动因素，如生产批次深部的大小。模具材料

　　（一）轻负载图纸（图纸钢板，铜，铝）当/>生产批量小，一个简单的圆柱浅拉深件的形状，可选T8，T10钢;对于形状复杂，选择CrWMn钢，9Mn2V的中小型零件。

　　生产或在生产大批量，使用Cr12MoV钢。

　　生产批量大，硬质合金或钢结硬质合金的选择。

　　（2）重载画（画一个深盘，拉丝防变薄图）模具材料

　　当生产批量小，T10，CrWMn钢的选择。

　　较大的生产量，使用Cr12MoV钢和GM钢。通用钢的强度和韧性比高速钢，Cr12MoV钢更高;抗粘性和耐磨性比基体钢和Cr12MoV钢显著好转，在拉深模具方面得到了很好的应用。

　　生产批量大，可以考虑使用硬质合金或钢结硬质合金。

　　（3）深冲不锈钢，高镍合金钢，耐热钢模具材料

　　绘制这样的材料，容易产生粘和擦伤，首选的模具材料是铝青铜。

　　生产批量小，可选铝青铜，T10A（镀硬铬，镀硬铬注意使用涂料过程中不能太厚，以防止脱皮时绘制）。

　　生产批量大，铝青铜的选择，Cr12MoV钢，Cr12Mo1V1（表面氮化）。

　　生产批量大，碳化物的选择。

　　（4）大型拉伸件，汽车覆盖件拉深模材料

　　可以使用高强度合金铸铁或球墨铸铁。球墨铸铁，可浸在油中，该组织具有自润滑石墨，图纸可有效降低摩擦，成本低，易加工。

　　高强度球墨铸铁，可用于冷却双马氏体等温淬火介质的延迟，以获得较高的强度和韧性，硬度5558 HRC。模具预热，然后再缓慢加热至880900℃，预冷，空气先热后，再用盐水淬火到550℃左右转移到油冷，当模具温度降至250℃左右，放入180200 ℃等温热油23小时，然后降至约170℃等温油57个小时，终于到空气中冷却。