模具钢的性能和应用

时间：2023-06-08 09:25:02 诗琳模具设计我要投稿

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模具钢的性能和应用

　　模具是制造业的重要基础工艺装备。模具品种繁多，共有10大类，其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具、橡胶模具、粉末冶金模具等是主要的几大类。模具的技术水平已成为衡量一个国家产品的重要标志之一，没有高水平的模具就没有高水平的产品。

　　模具钢的性能和应用

　　模具性能的好坏、使用寿命的长短直接影响产品的质量和经济性。模具钢的工艺性能将影响模具加工的难易程度、模具加工的质量和加工费用。选用合适的模具钢和热处理工艺方法，才能使模具获得优良的工作性能和较长的使用寿命。

　　一、模具钢的性能

　　1.冷作模具钢的使用性能和工艺性能

　　冷作模具钢在工作中受到的机械力作用，如拉伸、弯曲、冲击、疲劳等工作条件，从而发生变形、脆断、剥落、磨损等状况，而使模具产生早期失效。因此对冷作模具来讲，应具备抗形变、抗疲劳、抗磨损、抗断裂等能力。

　　衡量冷作模具抗形变力的主要技术指标是硬度、抗压强度、抗弯强度等。通过一次性脆断抗力和疲劳断裂抗力的测定，可了解冷作模具的断裂抗力。耐磨性也是冷作模具的主要基本性能之一，通过模拟试验，测定冷作模具钢不同化学成分及组织状态下的耐磨性，反映不同状况下的耐磨性水平。

　　冷作模具钢的工艺性能主要从锻造工艺性、切削工艺性、热处理工艺性等方面加以考虑。

　　锻造工艺性，决定冷作模具钢的可锻性能。切削工艺性，决定模具的可加工性。热处理工艺性要求材料退火工艺范围宽，淬透性好，淬硬性高，淬火变形倾向小，以及脱碳敏感低等要求。

　　2.热作模具钢的使用性能和要求

　　热作模具钢主要有三大类，即热锻模、热挤压模和压铸模。热锻模在工作中承受很大的冲击力，模具工作面升温较高。锻打后，模具受到冷却，模具型腔与被锻材料相互摩擦，受到热磨损。热挤压模和压铸模，要求有较高的热稳定性和回火抗力。因此对热作模具钢来讲有几项基本性能。淬透性高，保证模具均匀的机械性能。冲击韧性高、热疲劳抗力高，导热性好，模具型腔散热快。为减少热变形，提高热作模具钢的强韧度和红硬性。

　　热作模具钢的工艺性能，主要也是要求可锻性好，加工性能优良，冷热疲劳性高，淬火变形倾向小等要求。

　　3.塑料模具钢的使用性能和工艺性能

　　一般来讲，塑料模具钢工作时受变形抗力小，受热、受压、受磨损情况不严重。因此，和冷作、热作模具钢相比，它的基本性能要求并不太高。主要性能是要有较高的硬度，淬透性良好，淬硬层深，有足够的强韧性。对某些塑料产品来讲，对模具钢还要求有一定的耐蚀性。

　　塑料模具钢结构较复杂，精度要求高，其工艺性能也必须有保证。如热处理变形小，有较好的淬透性，机加工性能好，优良的抛光性以及耐磨性等。

　　二、模具钢的选择和应用

　　模具钢选择和应用，由于其影响因素较多，一直是模具设计、制造方面的一个难题。通过对各类模具钢性能的了解、熟悉、掌握和使用，熟知模具材料最佳性能，制作与之相应的模具。了解产品的生产条件，选择合适的模具钢，加工制造模具，使模具钢发挥其最佳的性能。

　　1. 冷作模具

　　各种冷作模具，有不同的主要性能要求。例如：冲孔模具，要求有较高的强度和耐磨性以及良好的韧性，一般选用T8、Cr12MoV等冷作模具钢。冲压成型模，要求以耐磨性为主，可选用Cr12MoV、7CrSiMnMoV等。冷拉伸模具，要求耐磨性良好，淬透性好，热处理变形小，选用T10、Cr5Mo1V、7Cr7Mo2V2Si等。冷挤压模具，要求较高的强度和优良的耐磨性，可选用6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si 、高速工具钢等材料。

　　2. 热作模具

　　主要用于制造锤锻模、热挤压模、及压铸模，工作条件有较大的差别，选用热作模具钢时要根据其工作条件，选用合适的模具钢。

　　锤锻模是在高温、高压、高速冲击条件下工作的模具，要求较高的淬透性和良好的韧性、强度和耐磨性。一般选用5CrNiMo、5CrMnMo及3Cr3Mo3WV，要求较高，可用4Cr5MoSiV和4Cr5W2SiV等。

　　对压铸模要求高的热强性、热稳定性、良好的韧性、导热性及工艺性，以及冷热疲劳性能。可选用4Cr5MoSiV、4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNb等热作模具钢。

　　3. 塑料模具

　　塑料模具工作条件与冷作模具不同。一般在150~200℃下进行，除一定的压力外还承受温度的影响。

　　模架材料要求具有一定的强度和耐磨性，选用45、50钢经调质处理后使用。成型产品要求较高的强度和耐磨性。选用高碳工具钢、低合金工具钢。一些形状复杂、精度高的产品，要求良好的切削加工性、热处理变形小及优良的抛光性能。镜面性要求高的可选用10Ni3MnCuAl，有耐蚀性要求可选用4Cr13、马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr16Ni4Cu3Nb，一般要求选用3Cr2Mo、3Cr2MnNiMo、Y55CrNiMnMoV等。

　　实际上任何一种优质新型模具钢都难以满足模具的所有性能要求。在选择时，根据实际使用的条件，从模具钢的主要性能要求技术上来选用合适的模具材料。

　　用途

　　加工模具时用的，由于模具的用途很广，各种模具的工作条件差别很大，所以，制造模具用材料范围很广，在模具材料中应用最广的当属模具钢。从—般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢直到适应特殊模具需要的马氏体时效钢以及粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢按用途一般可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。

　　发展方向

　　模具日趋大型化。一方面，模具成型林间日趋大型化，另一方面，为了提高生产效率，一模多腔，因此大型模具钢需求量将逐年增加；模具的精度越来越高，要求钢材的质量好，尺寸稳定性好；塑料模具钢、压铸模具钢的需求量不断增加；中高档模具钢的需求量不断增加，低档次模具钢过剩；另外，随着模具标准件应用日益广泛，模具标准化、商品化程度的提高，对于模具钢产品质量、品种规格以及交货周期将提出更高的要求。此模具钢类似于一个4330合金，洁净钢生产技术。它具有优异的尺寸稳定性，并一直工作锌，铝合金压铸，塑料和橡胶模具的现场验证，并形成所有类型的金属片。它将接受各种形式的表面处理，包括火焰和感应硬化，硬质合金涂层，PVD和氮化。所以，SKD61模具钢不仅有模具钢的优点，更有一些合金钢产品的特点。将会带动国内模具钢产业的大发展。

　　因此，钢铁企业要根据国内模具制造业发展的趋势和模具市场的需求，紧抓研制开发高精度、高韧性、耐腐蚀、高质量的模具钢新品种，使国产的热作和冷作模具钢达到世界先进水平。相信在未来的日子，我们生产模具钢的质量和技术会越来越好，模具钢的市场也会得到更快更好的发展，将会带领国内模具钢产业迈上更高层次的发展。美好的未来，我们拭目以待。

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