冷作模具材料的工艺性能优化要求

冷作模具材料还必须具备适宜的工艺性能，主要包括可锻性、良好的切削性、良好的磨削性能、热处理工艺性等。

1）可锻性

锻造的目的：①改变材料的内部组织；②消除组织缺陷；③提高材料的致密性；④改善材料的流线分布。

由此可以看出锻造对于材料的质量有很大的影响。从锻造工艺性方面对模具材料的具体要求有：①材料塑性好；②锻造时变形抗力小；③锻造温度范围广；④锻裂以及析出网状碳化物倾向性小。

2）良好的切削性能

对切削性能的具体要求：①切削力小；②切削量大；③刀具磨损小；④加工质量好。

对于模具材料，大多数切削加工都较困难。为获得良好的切削加工性能，可采取以下措施：①在切削加工比较困难时，通过热处理改变组织，从而改变切削性能；②表面质量要求比较高的模具可以选用易切削钢，这些钢种含有S，Ca等元素。

3）良好的磨削性能

由于模具的尺寸精度和形状精度要求比较高，因此，多数模具工作零件必须经过磨削加工才能使用。其具体要求：①对砂轮和冷却条件不敏感；②不易发生磨伤和磨裂。

4）热处理工艺性

热处理工艺性主要包括淬透性、回火稳定性、脱碳倾向性、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向性等。(www.xing528.com)

（1）淬透性

大型模具除了要求表面具有足够的硬度外，还要求芯部具有良好的强度和韧性，这就要求模具材料必须具有良好的淬透性。对于形状比较复杂的模具也要求使用淬透性比较高的材料，原因是淬火后材料内部的应力状态比较均匀，这样就可以避免出现开裂或者较大的变形。鉴于上述原因，故一般要求模具材料具有良好的淬透性。

（2）回火稳定性

回火稳定性反映了受热软化时，材料的变形抗力。可以用软化温度（保持硬度58 HRC的最高回火温度）和二次硬化硬度来评定。回火稳定性越高，钢的热硬性越好，在相同的硬度情况下，其韧性也较好。因此，对于受强烈挤压和摩擦的冷作模具，要求模具材料具有较高的耐回火性。

某些铁碳合金（比较典型的是高速钢）需经回火后，硬度进一步提高。这种硬化现象，称为二次硬化。它是由于特殊碳化物析出和（或）由于参与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。对于高强韧性模具钢，二次硬化硬度不应低于60 HRC，对于高承载模具钢不应低于62 HRC。

（3）脱碳倾向性和过热敏感性

脱碳严重降低模具的耐磨性和疲劳寿命；过热会得到粗大的马氏体，降低模具的韧性，增加模具早期断裂的危险性。因此，要求冷作模具钢的脱碳倾向性、过热敏感性均要小。

（4）淬火变形和开裂倾向性

模具钢淬火变形、开裂倾向与材料成分、原始组织状态、工作几何尺寸、形状、热处理工艺方法和参数都有很大关系，模具的设计选材时必须加以考虑。

通常，由热处理工艺引起的变形、开裂问题，可以通过控制加热方法、加热温度、冷却方法等热处理工序来解决；而由材料特性引起的变形、开裂问题，主要通过正确选材、控制原始组织状态和最终组织状态来解决。