冷作模具钢的性能要求优化

1. 冷作模具钢的使用性能要求

冷作模具在常温下压力加工，使用过程中主要承受拉伸、压缩、弯曲、冲击、摩擦等机械力作用。因此，冷作模具钢的使用性能要求主要有以下几个方面：

（1）高强度 冷作模具在工作过程中，被加工材料的变形力较大，模具受到较高的挤压、弯曲、剪切和摩擦力的综合作用。为了保证冷作模具正常工作，冷作模具钢必须具有高强度。

（2）较高的硬度和耐磨性 一般，要求冷作模具钢的硬度高于被加工工件材料硬度的30%～50%，多数冷作模具钢的硬度值控制在52～62 HRC 之间，保证冷作模具在工作过程中抗压、耐磨、不变形等。影响冷作模具耐磨性的主要因素是钢的硬度和金相组织。模具经热处理后的金相组织是细小针状回火马氏体（或下贝氏体）和分布均匀的、细小的粒状碳化物。

（3）一定的韧性 厚板冲裁模在工作过程中需要承受较大的冲击载荷，此类模具应选用具有高韧性的冷作模具钢；而薄板冲裁模在工作过程中承受的是小能量多次冲击载荷的作用，模具常见的失效形式是疲劳断裂，此类模具的韧性不需要太高，可以选择高强度和具有一定韧性的冷作模具钢。

（4）较高的抗咬合性 咬合是指金属材料在拉伸受力流动成型过程中，润滑油膜在高压摩擦下遭受破坏，被拉伸件的部分金属“冷焊”在模具型腔表面的现象。如果拉伸过程继续，将增加成型工件的表面粗糙度值或出现划痕，严重时将无法继续拉伸。

影响抗咬合性的主要因素有被成型材料的性质、模具材料及润滑条件等，如镍基合金、奥氏体不锈钢等具有较高的咬合倾向，模具表面氮化或镀硬铬并抛光，可有效地提高拉深模的抗咬合性。

（5）较高的抗疲劳性能 冷作模具一般是在周期性循环载荷作用下逐渐发生疲劳破坏，因此，冷作模具钢需要具有较高抗疲劳性能。一般来说，导致冷作模具产生疲劳破坏的原因有模具表面粗糙，有微小刀痕；模具表面在热处理后有脱碳现象，有带状或网状碳化物，晶粒粗大等。(www.xing528.com)

2. 冷作模具钢的工艺性能要求

工艺性能主要影响冷作模具制造成本和质量。冷作模具钢的工艺性能要求主要有以下几个方面：

（1）良好的可加工性 冷作模具钢锻造后一般要预备热处理以获得良好的加工性能。对于一些表面质量要求高的冷作模具，可选用易切削模具钢。

（2）良好的可锻性 冷作模具钢应具备热锻变形力小，塑性好，锻造温度范围较宽，锻裂、冷裂及析出网状碳化物的倾向小等优点，以获得较高的锻造质量。

（3）良好的磨削性能 为了保证冷作模具获得较小的表面粗糙度值和较高的尺寸精度，冷作模具需要磨削加工。冷作模具钢应具备良好的磨削性能，具体体现为对砂轮质量及冷却条件不敏感，磨削时冷作模具钢不易产生磨伤和龟裂。

（4）良好的热处理工艺性能 一般情况下，冷作模具都要经过淬火和回火处理，热处理工艺性能的优劣对冷作模具的质量影响很大，具体要求为冷作模具钢在热处理过程中变形小、淬火温度范围宽、过热敏感性小、晶粒长大倾向小、氧化与脱碳敏感性低、淬火变形或开裂倾向低等。

（5）足够的淬硬性、淬透性及回火稳定性 保证冷作模具钢能在较缓慢的冷却介质中淬火硬化，而且淬火后能获得均匀的和较深的硬化层，模具能在连续的工作中不因温度升高而软化。