冷作模具钢的材料要求和常用钢号

时间：2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：冷作模具用于金属或非金属材料的冲裁、拉深、弯曲、冷墩、滚丝、压弯等工序。冷变形模具的材料应具有高的硬度、强度和耐磨性，足够的韧性和小的热处理变形量，因此冷作模具钢应在淬火+回火后的组织中有一定量的剩余碳化物，并要分布均匀，形态圆整、细密，马氏体针要均匀、细小、弥散。常用的冷作模具的钢号、组织和性能：Cr12钢Cr12钢属高铬微变形模具钢，经常用于制造高耐磨、微变形、高负荷服役条件下的冷作模具和工具。

冷作模具钢的材料要求和常用钢号

冷作模具用于金属或非金属材料的冲裁、拉深、弯曲、冷墩、滚丝、压弯等工序。冷变形模具的材料应具有高的硬度、强度和耐磨性，足够的韧性和小的热处理变形量，因此冷作模具钢应在淬火+回火后的组织中有一定量的剩余碳化物，并要分布均匀，形态圆整、细密，马氏体针要均匀、细小、弥散。对于形状简单的小型工模具，可选用碳素工具钢；精度要求较高的中小型工模具，可选用低合金工模具钢，如CrWMn、9SiCr、GD钢等；对于要求淬透性好，而且具有高硬度、高强度、高耐磨、高承载能力的大中型模具，应选用高铬钢、高速钢、基体钢等来制作。

工模具服役条件是经常承受冲击、磨损、弯曲、剪切，因此要求其材料应具备优良的强韧性。为了满足某些工模具的比较苛刻的使用要求，对不同材料的工模具的热处理工艺和组织应有一些特殊的要求，以便进一步改进工模具的性能，提高其使用寿命。例如双细化工艺、等温淬火工艺等，现已得到广泛应用。

常用的冷作模具的钢号、组织和性能：

（1）Cr12钢Cr12钢属高铬微变形模具钢，经常用于制造高耐磨、微变形、高负荷服役条件下的冷作模具和工具。因铬含量高，钢的淬透性很好。因为组织中含有大量共晶碳化物，故又称为莱氏体钢。大量碳化物的存在不仅使硬度很高，而且能阻止晶粒长大。可以通过控制淬火加热温度来控制合金元素向奥氏体的溶解量，从而使模具得到微变形甚至不变形。残留奥氏体含量的多少与模具的变形量密切相关，因此针对不同要求通过制定相应热处理工艺来控制淬火后的残留奥氏体含量，以满足生产上的不同要求。由于Cr12型莱氏体钢中碳化物的不均匀性较严重，增大了钢的脆性，在锻后应进行球化退火处理。在淬火+回火状态都仍会残留有较大的淬火应力，因此淬火后回火必须充分，否则易在磨削和服役中开裂。图3-98~图3-106所示为Cr12淬火后回火形成的针状马氏体、残留奥氏体及碳化物，碳化物呈带状分布或网状堆积。

（2）Cr12MoV钢Cr12MoV钢是高铬微变形模具钢系列的一种，其综合性能好，与Cr12钢相比，因加入钼而进一步提高了钢的淬透性，细化了晶粒和共晶碳化物，改善了韧性，提高了回火稳定性，碳化物的数量、粒度、形态不均匀程度比Cr12钢有较大的改善。Cr12MoV钢除耐磨性稍逊于Cr12钢外，强度和韧性都比Cr12钢好。图3-107所示为Cr12MoV球化退火形成的球状珠光体及块状碳化物，图3-108~图3-112所示为Cr12MoV淬火后回火形成的回火马氏体、残留奥氏体、块状及颗粒状碳化物。