模具钢工艺性能与用途.pdfVIP

模具钢

模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线

电仪表、电机电器等工业部门中制造零件的要紧加工工具。模具的质量直截了当

碍事着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产本钞票、而模具的质量与使

用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，要紧受模具材料和热处理的碍事。

简介模具钢大致可分为〔冷作模具钢〕、〔热作模具钢〕和〔塑料模具钢〕3类，

用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此

对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足

够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同，工作

条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。冷作模具包括冷冲模、拉丝

模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢，

按其所制造具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性，以及

高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高

碳合金钢，碳质量分数在%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常

不大于5%。但关于一些耐磨性要求特别高，淬火后变形特别小模具用钢，最高

铬质量分数可达13%，同时为了形成大量碳化物，钢中碳质量分数也特别高，

最高可达%。冷作模具钢的碳含量较高，其组织大局部属于过共析钢或莱氏体钢。

常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。热作

模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种要紧类型，包括热锻模、压力机锻模、冲

压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力

外，还要承受反复受热和冷却的做用，而引起特别大的热应力。热作模具钢除应

具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热

疲乏稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面

具有一致的力学性能。关于压铸模用钢，还应具有外表层经反复受热和冷却不产

生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢，

碳质量分数在%，属于亚共析钢，也有一局部钢由于参加较多的合金元素〔如钨、

钼、钒等〕而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。

塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的

强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外，还要求具有良好的工艺

性，如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、

粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和外形稳定等。一般情况下，注射成形或挤

压成形模具可选用热作模具钢；热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用

冷作模具钢。

分类

美国按模具服役条件将模具钢分为三大类，美国金属学会工具钢委员会列出

了：冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中，冷作模具钢又分出

12小类，热作模具钢9小类，塑料模具钢2小类。每个小类的选材又取决于三

个要紧因素：◆尺寸大小和外形的复杂性，◆被加工的材料，◆耐久性要求或设

计寿命。1.冷作模具钢〔1〕分为五组：W组、O组、A组、D组、S组。◆W

组即水淬工具钢，有11个钢种，7个碳素工具钢，含碳量从%。◆O组即油淬

冷作模具钢〔俗称油钢〕，有4个钢种，含碳量在%，◆A组即空淬中合金冷作

模具钢，有9个钢种，含碳量从0%。◆D组即高碳高铬冷作模具钢，有7个钢

种，含碳量%。◆S组即耐冲击工具钢，有7个钢种，含碳量%。用于冷作

模具还有高速钢〔HSS组〕和超高速钢〔SHSS组〕，钴基硬质合金和钢结硬

质合金〔HA组〕，粉末钢和工程陶瓷〔PIM组〕，碳钨工具钢〔F组〕，特别

用途工具钢〔L组〕。〔2〕冷作模具钢的选用冷作模具钢的主系列是高硬

冷作类，要紧用于要求高抗压和耐磨为主的模具，硬度高于HRC60-62。关于要

求耐冲击、韧性高的模具，硬度低于HRC60-62，要紧用S类和部份A类和最

一般的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。关于大型冲压模，如汽车外型冲压

件，要紧用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。