一、冷作模具鋼

　　冷模鋼包括模具(落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀)

　　1.冷模鋼的工作條件和性能要求

　　工作時冷模具鋼。由于加工材料變形阻力大，模具的工作部分承受著巨大的壓力、彎曲力、沖擊力和摩擦力。因此，冷作模具正常報廢的原因一般是磨損，也有因斷裂、變形超差而提前失效。

　　冷模具鋼與刀具鋼相比有許多共同點。模具要求硬度和耐磨性高，抗彎強度高，韌性足，以保證沖壓過程的順利進行。不同之處在于模具形狀和加I工藝復雜，摩擦面積大，磨損可能性大。因此，很難磨損。因此，耐磨模具在工作時需要更高的沖壓。由于形狀復雜，應力集中，韌性高；模具尺寸大，形狀復雜。因此，它需要更高的淬火性、更小的變形和開裂傾向。總之，冷模具鋼在淬火、耐磨、韌性等方面的要求高于刀具鋼。但在紅色硬度要求模具的鋼，如高耐磨性、微變形冷模具鋼和高韌性冷模具鋼，在紅色硬度要求低或基本不要求（因為它是冷形成的）的發展中也形成了。以下結合相關鋼材的選擇進一步說明。

　　2.鋼種選擇

　　鋼種的選擇可分為以下四種情況：

　　(1)尺寸小、形狀簡單、負荷輕的冷模。例如，小沖頭、剪鋼板剪刀等T7A、 T8A、T10A、T12A等碳工具鋼制造。這種鋼具有加工性好、價格便宜、來源方便等優點。但其缺點是淬火性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，只適用于制造一些尺寸小、形狀簡單、負荷輕、硬化層不深、韌性高的冷模具。

　　(2)冷模尺寸大，形狀復雜，負荷輕。常用的鋼種有9種SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃鋼。這些鋼在油中的淬透直徑一般為40mm以上。其中9Mn2V鋼是近年來我國發展的一種Cr冷模用鋼.可替代或部分替代Cr的鋼。

　　9Mn2V鋼的碳化物不均勻性與淬火開裂傾向的比率CrWMn鋼材小，脫碳傾向性比9SiCr鋼小，淬透性大于碳工具鋼。它的價格只比后者高30%左右，是一種值得推廣的鋼種。

　　但9Mn2V鋼材在生產和使用中也存在沖擊韌性低、斷裂等缺點。另外，回火穩定性差，回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時，抗彎強度和韌性開始出現低值。

　　9Mn2V鋼可在冷卻能力較輕的淬火介質中淬火，如硝鹽和熱油。奧氏體等溫淬火可用于一些變形要求嚴格、硬度要求低的模具。

　　(3)冷模尺寸大，形狀復雜，負荷重。必須使用中合金或高合金鋼鋼鋼Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等等，還有高速鋼。

　　近年來，使用高速鋼制冷模具的趨勢越來越大，但應該指出的是，它不再利用高速鋼獨特的紅硬優勢。淬火性高，耐磨性高。因此，在熱處理過程中也應存在差異。

　　在選擇高速鋼制冷模具時，應采用低溫淬火，以提高韌性。例如 W18Cr4V鋼刀常用的淬火溫度為1280-1290℃。制作冷模時，應使用1190℃低溫淬火。另一個例子 W6Mo5Cr4V2.低溫淬火后，壽命可大大提高，特別是損壞率明顯降低。

　　〔4)冷作模具受沖擊負荷影響，刀間薄。如上所述。前三種冷模鋼的使用性能要求主要是耐磨性高，均采用高碳過分析鋼甚至榮氏體鋼。對于一些冷模具，加上切邊建筑、切模等。它的對口很薄。高沖擊韌性應優先考慮沖擊載荷。可采取以下措施解決這一矛盾。①減少合碳量。采用亞共折鋼，避免一次和二次碳化物導致鋼韌性下降；②加入Si．、Cr等合金元素。為提高鋼的回火穩定性和回火溫度(240-270)℃回火)有利于在不降低硬度的情況下充分消除淬火應力，提高吉祥度；②加入W等元素形成難熔碳化物，細化晶粒，提高韌性。常用的高韌性冷作模具鋼有6種SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。

　　3.充分發揮冷作模具鋼的性能潛力

　　在用Cr在12型鋼或高速鋼制冷模具中，一個突出的問題是鋼脆性大，使用時容易開裂。因此，碳化物必須通過充分鍛造來細化。此外，還應開發新的鋼種。新鋼種發展的重點應該是降低鋼的碳含量和碳化物形成元素的數量。

　　Cr4W2MoV 鋼具有硬度高、耐磨性高、淬火性好等優點，具有良好的回火穩定性和綜合力學性能。用干硅鋼板沖洗模具等。能使壽命比Cr12MoV鋼增加1~3倍以上，但鋼鍛溫區狹窄，鍛造河縣開裂。嚴格控制鍛造溫度和操作規定Cr2Mn2SiWMoV鋼淬火溫度低，淬火變形小，淬火性高W7Cr4MoV鋼可代W18Cr4V和Cr12MoV鋼的特點是碳化物的不均勻性和韌性大大提高。

　　二、熱作模具鋼

　　1.熱作模具的工作條件

　　熱模具包括錘鍛模具、熱擠壓模具和壓鑄模具。熱模工作條件的主要特點是與熱金屬接觸，這是與冷模工作條件的主要區別。因此，它將帶來以下兩個問題：

　　（l）在模腔表面加熱金屬。錘鍛模工作時，模腔表面溫度可達300~400℃上述熱擠壓模可達500-8000℃以上；壓鑄模腔溫度與壓鑄材料的類型和澆筑溫度有關。如果鑄黑色金屬，模腔溫度可達1萬℃以上。如此高的使用溫度會顯著降低模腔表面的硬度和強度，使用時容易放置。因此，熱模鋼的基本使用性能要求是熱塑性變抗力高，包括高溫硬度、高溫強度和高熱塑性變抗力，實際上反映了鋼的高回火穩定性。因此，我們可以找到熱模鋼合金化的第一種方法，即添加Cr、W、Si等合金元素可以提高鋼的回火穩定性。

　　(2)模腔表面金屬產生熱疲勞(開裂)。熱模的工作特點是間歇性的。熱金屬每次形成后，用水、油、空氣等介質冷卻模具腔表面。因此，熱模的工作狀態是反復加熱和冷卻，使模腔表面的金屬產生反復的熱膨脹和冷收縮，即反復承受拉應力。因此，模腔表面開裂稱為熱疲勞。因此，對熱模具鋼的第二個基本使用性能要求，即熱疲勞阻力高。一般而言，影響鋼熱疲勞抗力的主要因素有：

　　①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可降低模具表面金屬的加熱程度，從而降低鋼的熱疲勞傾向。一般認為鋼的導熱性與碳含量有關，碳含量高時導熱性低，因此高碳鋼不應用于熱模鋼。碳鋼通常用于生產（C0.3%5~0.6%)合碳過低會降低鋼的硬度和強度。