模具材料2冷作.ppt

四川职业技术学院四川职业技术学院模具材料及表面处理模具材料及表面处理冷作模具材料冷作模具材料多媒体课件多媒体课件机械工程系模具教研室机械工程系模具教研室1.课题二课题二 冷作模具材料冷作模具材料2.制造冷冲压模具的材料主要是金属，凸、制造冷冲压模具的材料主要是金属，凸、凹模所使用的模具钢有碳素工具钢；低合金凹模所使用的模具钢有碳素工具钢；低合金工具钢，中、高合金工具钢，高速工具钢；工具钢，中、高合金工具钢，高速工具钢；基体钢；硬质合金和钢结硬质合金等。基体钢；硬质合金和钢结硬质合金等。一、冷作模具材料及性能要求一、冷作模具材料及性能要求3.1，分类：，分类：碳素工具钢、油淬冷作模具钢、碳素工具钢、油淬冷作模具钢、空淬冷作模具钢、高碳高铬冷作模具钢、基空淬冷作模具钢、高碳高铬冷作模具钢、基体钢和低碳高速钢、高耐磨高强韧冷作模具体钢和低碳高速钢、高耐磨高强韧冷作模具钢以及其他冷作模具钢。钢以及其他冷作模具钢。2，受力情况：受力情况：拉伸、压缩、弯曲、冲击、拉伸、压缩、弯曲、冲击、摩擦等。摩擦等。3，失效形式：，失效形式：断裂、变形、磨损、粘合、断裂、变形、磨损、粘合、啃伤、软化等。啃伤、软化等。4.5.4，使用性能要求，使用性能要求抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳、抗软化及抗粘合：劳、抗软化及抗粘合：(1)硬度和耐磨性硬度和耐磨性硬度和耐磨性是冷作模具材料硬度和耐磨性是冷作模具材料的最基本性能之一，模具的硬度应高出工件硬度的最基本性能之一，模具的硬度应高出工件硬度3050，一般为，一般为5864HRC，以保证模具在工作，以保证模具在工作过程中抗压、耐磨、不变形、抗粘合。过程中抗压、耐磨、不变形、抗粘合。(2)强度和韧性强度和韧性模具材料应具有足够的强度和韧模具材料应具有足够的强度和韧性，以防止模具在冲击负荷下发生脆性断裂。性，以防止模具在冲击负荷下发生脆性断裂。(3)热硬性热硬性以保证模具在高速冲压或重负荷冲压以保证模具在高速冲压或重负荷冲压工序中不因温度升高而软化。工序中不因温度升高而软化。(4)抗疲劳性能抗疲劳性能防止模具在交变载荷作用下发生防止模具在交变载荷作用下发生疲劳破坏。疲劳破坏。6.5，工艺性能工艺性能(1)可切削加工性可切削加工性应具有较好的可切削加工性能；应具有较好的可切削加工性能；球化退火改善冷作模具材料的可切削加工性能；球化退火改善冷作模具材料的可切削加工性能；选用含选用含S、Ca等元素的易切削模具材料。等元素的易切削模具材料。(2)可锻性可锻性锻造可以改善材料的内部组织，提高其强度锻造可以改善材料的内部组织，提高其强度和韧性。和韧性。(3)淬透性与淬硬性淬透性与淬硬性应具有良好的淬透性与淬硬性，以应具有良好的淬透性与淬硬性，以保证冷作模具能在较缓和的冷却介质中淬火硬化；保证冷作模具能在较缓和的冷却介质中淬火硬化；淬火后易获得高而均匀的硬度淬火后易获得高而均匀的硬度(5864HRC)，并获，并获得较深的淬硬层。得较深的淬硬层。(4)淬火变形小淬火变形小对淬火温度及模具的尖角等因素不敏感，对淬火温度及模具的尖角等因素不敏感，淬火的开裂倾向小。淬火的开裂倾向小。模具钢的选材模具钢的选材7.二、二、碳素工具钢碳素工具钢 优点：优点：便宜、易于锻造成形，切削加工性能也比较好。便宜、易于锻造成形，切削加工性能也比较好。缺点：缺点：淬透性差，变形开裂倾向大，耐磨性和热强性较低。淬透性差，变形开裂倾向大，耐磨性和热强性较低。1 1常用碳素工具钢的牌号常用碳素工具钢的牌号 T7AT7A、T8AT8A、T10AT10A、T12AT12A等。等。2 2力学性能力学性能 (1)(1)含碳量的影响钢的硬度含碳量的影响钢的硬度 主要由含碳量和组织决定，含碳量主要由含碳量和组织决定，含碳量越高，则硬度越高，耐磨性越好。越高，则硬度越高，耐磨性越好。(2)(2)淬火温度的影响淬火温度的影响 适当提高淬火温度可增加硬化层厚度，从适当提高淬火温度可增加硬化层厚度，从而提高模具的承载能力，但过高的淬火温度又会使强韧性下降。而提高模具的承载能力，但过高的淬火温度又会使强韧性下降。(3)(3)回火温度的影响回火温度的影响 碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，在下降，在150150300C300C回火后，抗弯强度及冲击韧度随回火温度的升回火后，抗弯强度及冲击韧度随回火温度的升高而明显增高，因此应根据不同钢号选择最佳回火温度。高而明显增高，因此应根据不同钢号选择最佳回火温度。8.3 3工艺性能工艺性能 (1)(1)锻造性能锻造性能 碳素工具钢的热变形抗力低，锻碳素工具钢的热变形抗力低，锻造温度范围宽，锻造工艺性好。造温度范围宽，锻造工艺性好。锻打过程中始锻、终锻要轻击、中间进行重击，击打过程锻打过程中始锻、终锻要轻击、中间进行重击，击打过程中注意各部分变形要均匀，要保持各部分的温度的均匀；注意中注意各部分变形要均匀，要保持各部分的温度的均匀；注意多向镦拔；注意保证足够的锻比，总的锻比一般为多向镦拔；注意保证足够的锻比，总的锻比一般为8 81818，单，单次锻比一般为次锻比一般为2 23 3，若采用，若采用5 51010效果更佳。效果更佳。(2)(2)退火和正火退火和正火 经锻造后的碳素工具钢模具毛经锻造后的碳素工具钢模具毛坯需进行退火处理，使其具有良好的工艺性能，为切坯需进行退火处理，使其具有良好的工艺性能，为切削加工和淬火做好组织准备。削加工和淬火做好组织准备。表表 碳素工具钢的淬火、回火工艺碳素工具钢的淬火、回火工艺9.10.4 4常用碳素工具钢的牌号常用碳素工具钢的牌号 T7AT7A、T8AT8A、T10AT10A、T12AT12A等。等。T10AT10A钢钢是碳素工具钢中性能较好的钢种，其耐磨性高，淬是碳素工具钢中性能较好的钢种，其耐磨性高，淬火过热敏感性小，经适当热处理后可获得较高的强度和一定火过热敏感性小，经适当热处理后可获得较高的强度和一定韧性。适合于制作耐磨性要求较高而承受冲击较小的模具。韧性。适合于制作耐磨性要求较高而承受冲击较小的模具。与与T10AT10A钢相比，钢相比，T8AT8A钢钢的淬透性、韧性均优于的淬透性、韧性均优于T10AT10A钢，但钢，但大、中截面模具易残存网状碳化物，故只适于制作小型拉拔、大、中截面模具易残存网状碳化物，故只适于制作小型拉拔、拉深、挤压模具。拉深、挤压模具。T7AT7A钢钢的耐磨性不及的耐磨性不及T10AT10A，但它有较好的韧性，可用在，但它有较好的韧性，可用在对韧性要求较高的模具上。对韧性要求较高的模具上。T12AT12A钢钢的过剩碳化物较多，颗粒大且分布不均匀，网的过剩碳化物较多，颗粒大且分布不均匀，网状碳化物较严重，可用于要求高硬度和高耐磨性，而对韧性状碳化物较严重，可用于要求高硬度和高耐磨性，而对韧性要求不高的切边模和剪切刀。要求不高的切边模和剪切刀。11.三、油淬冷作模具钢三、油淬冷作模具钢油淬冷作模具钢：油淬冷作模具钢：在碳素工具钢的基础上加入适量的在碳素工具钢的基础上加入适量的Cr、Mo、W、V、Si、Mn等合金元素。等合金元素。目的：目的：以提高钢的淬透性、力学性能和回火稳定性。以提高钢的淬透性、力学性能和回火稳定性。特点：特点：具有高的硬度、中等的淬透性，其中具有高的硬度、中等的淬透性，其中CrWMn钢钢的淬透性优于的淬透性优于9Mn2V等钢，而等钢，而9Mn2V钢能在较低的温度下钢能在较低的温度下淬硬，其淬火变形会稍小淬硬，其淬火变形会稍小一些。一些。常用的油淬冷作模具钢常用的油淬冷作模具钢：CrWMn、9CrWMn、9Mn2V、MnCrWV钢等。钢等。12.1：9Mn2V钢钢特点：特点：9Mn2V9Mn2V钢是利用我国丰富的锰、钒资源研制出钢是利用我国丰富的锰、钒资源研制出 来的不含铬的冷作模具钢；来的不含铬的冷作模具钢；锰的质量分数高达锰的质量分数高达1.701.70一一2.002.00；钢的淬透性好。钢的淬透性好。（1 1）力学性能）力学性能9Mn2V9Mn2V钢的碳化物量比钢的碳化物量比CrWMnCrWMn钢少，钢少，颗粒较大，耐磨性不及颗粒较大，耐磨性不及CrWMnCrWMn钢，但仍比钢，但仍比T10T10钢的耐磨性高钢的耐磨性高6767倍。锰使钢的倍。锰使钢的MsMs点点下降，淬火后残留奥氏体较多，尤下降，淬火后残留奥氏体较多，尤甚于甚于CrWMnCrWMn钢，因此淬火变形比钢，因此淬火变形比CrWMnCrWMn钢还小，但其尺寸稳钢还小，但其尺寸稳定性不及定性不及CrWMnCrWMn钢。钢。9Mn2V9Mn2V钢的淬透性接近钢的淬透性接近9SiCr9SiCr钢，低于钢，低于CrWMnCrWMn钢；钢；缺点缺点:回火稳定性较差，几乎与碳素工具钢相近。回火稳定性较差，几乎与碳素工具钢相近。13.(2)(2)工艺性能工艺性能(a)锻造工艺锻造工艺始锻温度始锻温度11301160，终锻温度，终锻温度800，空冷到空冷到650700，再缓冷。，再缓冷。(b)退火工艺退火工艺加热温度加热温度750770，保温，保温35h，等温温度，等温温度680700，保温，保温46h。(c)淬火工艺淬火工艺淬火温度淬火温度780820，油冷，硬度，油冷，硬度62HRC以上，以上，热处理变形较小。热处理变形较小。(d)回火工艺回火工艺回火温度回火温度150200，空冷，硬度，空冷，硬度6062HRC,回火温度在回火温度在200300，有回火脆性及显著的体积膨胀，应，有回火脆性及显著的体积膨胀，应设法预防。设法预防。（3 3）应用：）应用：适于制造一般要求的尺寸较小的冷冲适于制造一般要求的尺寸较小的冷冲模、冷压模、雕刻模、落料模等。模、冷压模、雕刻模、落料模等。制作板料厚度小于制作板料厚度小于4mm4mm的冷冲模，刃磨寿命稳定在的冷冲模，刃磨寿命稳定在2 2 3.53.5万次。万次。14.2 2：9SiCr9SiCr钢钢9SiCr9SiCr钢是一种专用刃具钢，也可用来制造机床钢是一种专用刃具钢，也可用来制造机床附件和冷作模具，如打印模、滚齿模、搓丝板、冷附件和冷作模具，如打印模、滚齿模、搓丝板、冷冲模等，目前正逐步应用到载荷较大的模具，部分冲模等，目前正逐步应用到载荷较大的模具，部分取代取代Crl2Crl2钢。钢。（1 1）力学性能）力学性能 9SiCr9SiCr钢在室温至钢在室温至900900的力学的力学性能见下表。性能见下表。15.16.（2 2）工艺性能）工艺性能(a)锻造工艺锻造工艺始锻温度始锻温度10501100，终锻温度，终锻温度850800，锻后缓冷；，锻后缓冷；(b)退火工艺退火工艺加热温度加热温度780810，保温，保温24h；等温温度；等温温度680720，保温，保温46h；(c)淬火工艺淬火工艺淬火温度淬火温度860880，油冷，硬度，油冷，硬度6265HRC，可采用分级或等温淬火；，可采用分级或等温淬火；(d)回火工艺回火工艺回火温度回火温度180200，硬度，硬度6062HRC，在，在250回火脆性，应避免在此温度范围回火。回火脆性，应避免在此温度范围回火。(3)(3)应用范围应用范围适于制造冷冲模和打印模等。如用适于制造冷冲模和打印模等。如用9SiCr9SiCr钢制造的螺栓钢制造的螺栓十字槽冲模，经十字槽冲模，经900900，260260280280等温等温30min30min，则硬度为，则硬度为575759HRC59HRC，强韧性好，使用寿命比经常规处理的冲模提，强韧性好，使用寿命比经常规处理的冲模提高高3 3倍。倍。17.3：9CrWMn 9CrWMn9CrWMn的总质量分数不超过的总质量分数不超过5%5%，由于含有，由于含有CrCr、W W、MoMo等元素，所以比较耐磨，淬火变形等元素，所以比较耐磨，淬火变形小，使用寿命长，是常用的中档模具钢。小，使用寿命长，是常用的中档模具钢。（1）力学性能）力学性能具有一定的淬透性和耐磨性，淬火变形具有一定的淬透性和耐磨性，淬火变形小，碳化物分布均匀且颗粒细小。小，碳化物分布均匀且颗粒细小。18.（2 2）工艺性能）工艺性能 (a)(a)锻造工艺锻造工艺 始锻温度始锻温度1050105011001100，终锻温度，终锻温度850850，锻后缓冷；锻后缓冷；(b)(b)退火工艺退火工艺 加热温度加热温度790790810810，保温，保温2 23h3h；等温温度；等温温度700700720720，保温，保温3 34h4h；(c)(c)正火工艺正火工艺 正火温度正火温度880880900900，硬度，硬度302302338HBS338HBS，目，目的消除网状及粗片、球混合组织，提高淬透性的消除网状及粗片、球混合组织，提高淬透性 。(d)(d)淬火工艺淬火工艺 预热温度预热温度400400500500淬火温度淬火温度810810830830，油，油冷，硬度冷，硬度 60HRC 60HRC，可采用分级或等温淬火；，可采用分级或等温淬火；淬火深度：油淬淬火深度：油淬4050mm 4050mm。（e e）回火工艺）回火工艺 回火温度回火温度180180200200，硬度，硬度606062HRC62HRC，在，在250250回火脆性，应避免在此温度范围回火。回火脆性，应避免在此温度范围回火。(3)(3)应用范围应用范围 轻载冲裁模具、轻载拉深模具和弯曲翻边模具。轻载冲裁模具、轻载拉深模具和弯曲翻边模具。19.4：CrWMn钢钢 是是9CrWMn 9CrWMn 的改进型，提高了的改进型，提高了C C、CrCr、WW的含量。与的含量。与9Mn2V9Mn2V钢和钢和9SiCr9SiCr钢比较，钢比较，CrWMnCrWMn钢在淬火及低温回火状钢在淬火及低温回火状态下含有较多的碳化物，因而具有较高的硬度和耐磨性，态下含有较多的碳化物，因而具有较高的硬度和耐磨性，WW能细化晶粒，由于能细化晶粒，由于MnMn的存在，使淬火后有较多的残余的存在，使淬火后有较多的残余A A组织，因而淬火变形小，习惯称微变形钢。组织，因而淬火变形小，习惯称微变形钢。(1)(1)力学性能力学性能 具有较高的硬度和耐磨性、较好的韧具有较高的硬度和耐磨性、较好的韧性并能减小过热敏感性、淬火变形较小。性并能减小过热敏感性、淬火变形较小。20.（2 2）工艺性能）工艺性能(a)(a)锻造工艺锻造工艺 始锻温度始锻温度11001100一一11401140，终锻温度，终锻温度800800850850。锻后要空冷到。锻后要空冷到650650700700再转入热灰中缓冷。再转入热灰中缓冷。(b)(b)退火工艺退火工艺 CrWMn CrWMn钢锻后均需等温球化退火，退火钢锻后均需等温球化退火，退火加热温度加热温度790790830830，等温温度，等温温度700700720720，退火后的组织，退火后的组织比较均匀，退火硬度约为比较均匀，退火硬度约为255255207HBS207HBS。(c)(c)淬火工艺淬火工艺 淬火加热温度淬火加热温度820820840840，油淬硬度为，油淬硬度为636365HRC65HRC，直径，直径404050mm50mm的钢件油中可以淬透。的钢件油中可以淬透。CrWMnCrWMn钢经钢经860860加热、加热、280280等温淬火后，强韧性明显提高。等温淬火后，强韧性明显提高。(d)(d)回火工艺回火工艺 回火温度回火温度200200，回火硬度，回火硬度606062HRC62HRC。(3)(3)应用范围应用范围 适于制造尺寸较大、形状复杂、易变形、适于制造尺寸较大、形状复杂、易变形、精度高的中小型模具，如：冷冲、挤压的凹凸模，轻载冲裁精度高的中小型模具，如：冷冲、挤压的凹凸模，轻载冲裁模具、轻载拉深模具和弯曲翻边模具。模具、轻载拉深模具和弯曲翻边模具。21.5 5：Cr2Cr2钢钢 Cr2 Cr2钢钢在成分上与在成分上与GCr15GCr15基本相同，它是基本相同，它是在在T10T10钢的基础上加入一定量的钢的基础上加入一定量的CrCr，因此，其，因此，其淬透性、硬度、耐磨性都比碳素工具钢高。淬透性、硬度、耐磨性都比碳素工具钢高。而且，该钢在淬火、回火时尺寸变化不大。而且，该钢在淬火、回火时尺寸变化不大。Cr12 Cr12钢除用于制造量具外，也用于制造拉钢除用于制造量具外，也用于制造拉丝模、冷镦模等冷作模具零件。丝模、冷镦模等冷作模具零件。22.66CrNiSiMnMoV(GD)钢钢（新）（新）特点：特点：GD钢是一种碳化物偏析小而淬透性高的高强韧钢。钢是一种碳化物偏析小而淬透性高的高强韧钢。成分：成分：GD钢的合金总量在钢的合金总量在4(质量分数质量分数)左右，在左右，在CrWMn钢的钢的基础上，适当降低含碳量，以减少碳化物偏析，同时添加基础上，适当降低含碳量，以减少碳化物偏析，同时添加Ni、Si、M。(1)力学性能力学性能强韧性高：强韧性指标接近基体钢，有些韧性指强韧性高：强韧性指标接近基体钢，有些韧性指标超过基体钢；标超过基体钢；GD钢的冲击韧度、小能量多冲抗力、断裂韧度、抗钢的冲击韧度、小能量多冲抗力、断裂韧度、抗压屈服点等均优于压屈服点等均优于CrWMn钢和钢和Cr12MoV钢。钢。(2)工艺性能工艺性能(a)锻造工艺锻造工艺GD钢的碳化物偏析小，下料后可直接使用。若需钢的碳化物偏析小，下料后可直接使用。若需改锻，锻造性能好，改锻，锻造性能好，GD钢锻造温度区间宽，可以一次成形，成材率钢锻造温度区间宽，可以一次成形，成材率可达可达80以上。其加热温度以上。其加热温度10801120，始锻温度，始锻温度10401060，终锻温度，终锻温度850。23.(b)退火工艺退火工艺加热到加热到760780，保温，保温2h，然后，然后以以30/h的速度冷到的速度冷到680，再保温，再保温6h，炉冷到，炉冷到550出出炉空冷。炉空冷。(c)淬火及回火淬火及回火淬火温度淬火温度870930，以，以900最最佳，盐浴炉加热，加热系数为佳，盐浴炉加热，加热系数为45s/mm，可油淬、空冷或，可油淬、空冷或风冷。回火温度为风冷。回火温度为175230，回火硬度为，回火硬度为5862HRC。（3）应用范围）应用范围可代替可代替CrWMn、Crl2型、型、GCr15、6CrW2Si、9SiCr、9Mn2V等钢制作各种类型的易崩刃、等钢制作各种类型的易崩刃、易断裂的冷作模具，如冷挤模、冷弯模、冷镦模、精密易断裂的冷作模具，如冷挤模、冷弯模、冷镦模、精密塑料模、温热挤压模等，另外，应用于火焰淬火模具也塑料模、温热挤压模等，另外，应用于火焰淬火模具也已取得了可喜的进展已取得了可喜的进展。24.四、空淬冷作模具钢四、空淬冷作模具钢一、空淬冷作模具钢的一般特性：一、空淬冷作模具钢的一般特性：空淬冷作模具钢的合金含量比油淬冷作模具钢空淬冷作模具钢的合金含量比油淬冷作模具钢高，且有较好的空冷淬硬性和较深的淬透深度，这高，且有较好的空冷淬硬性和较深的淬透深度，这对于要求经淬火回火后仍保持形状稳定的复杂模具对于要求经淬火回火后仍保持形状稳定的复杂模具或高精度模具是十分有益的。或高精度模具是十分有益的。这些钢具有良好的耐磨性，热处理变形小。这些钢具有良好的耐磨性，热处理变形小。二、常用空淬冷作模具钢：二、常用空淬冷作模具钢：Cr5Mo1V,Cr6WV,Cr4W2MoV,8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)Cr5Mo1V,Cr6WV,Cr4W2MoV,8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)25.1 1：Cr5MolVCr5MolV钢钢特点：特点：Cr5Mo1VCr5Mo1V钢是具有较好综合性能的中合金冷作钢是具有较好综合性能的中合金冷作模具钢。在空淬冷作模具钢中，它具有较好的淬透性、较模具钢。在空淬冷作模具钢中，它具有较好的淬透性、较高的耐磨性和较小的热处理变形。高的耐磨性和较小的热处理变形。（1 1）力学性能）力学性能 Cr5MolvCr5Molv钢的含铬量中等，共晶钢的含铬量中等，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，耐磨性好，热处理变形小，碳化物少，碳化物分布均匀，耐磨性好，热处理变形小，淬透性好。在较低的淬火温度获得较高的硬度。抗弯强度淬透性好。在较低的淬火温度获得较高的硬度。抗弯强度较较Cr6WVCr6WV钢高。钢高。26.（2 2）工艺性能）工艺性能在在950950空淬：空淬：50mm152mm254mm50mm152mm254mm的工件淬硬到的工件淬硬到626265HRC65HRC。Cr5MolVCr5MolV钢的退火加热温度为钢的退火加热温度为840840860860，等温温度，等温温度为为740740760760，退火硬度为，退火硬度为202202229HBS229HBS。（3 3）应用范围）应用范围用于制造重负荷、高精度用于制造重负荷、高精度的冷作模具。的冷作模具。P3227.2：Cr6WVCr6WV钢钢 特点：特点：Cr6WVCr6WV钢是一种具有较好综合性能的高碳中钢是一种具有较好综合性能的高碳中铬冷作模具钢。淬火变形小，淬透性好，具有较好的耐磨铬冷作模具钢。淬火变形小，淬透性好，具有较好的耐磨性和一定的韧性。由于钢中的合金元素和碳含量较低，所性和一定的韧性。由于钢中的合金元素和碳含量较低，所以其碳化物分布较以其碳化物分布较Cr12Cr12和和Cr12MoVCr12MoV钢均匀。钢均匀。（1）力学性能）力学性能强韧性高、耐磨性低、具有优强韧性高、耐磨性低、具有优良的强韧性：抗弯强度为良的强韧性：抗弯强度为350400MPa350400MPa、冲击韧度比、冲击韧度比Crl2MoVCrl2MoV钢高钢高4040。28.（2 2）工艺性能）工艺性能淬火温度为淬火温度为960980，油淬硬度高于油淬硬度高于60HRC。（3 3）应用范围）应用范围用于制造大批量生产薄板和用于制造大批量生产薄板和中等厚度板料零件的大型冲模，也可用于制中等厚度板料零件的大型冲模，也可用于制造小型精冲模、中等载荷冷挤压凸模。造小型精冲模、中等载荷冷挤压凸模。29.30.3Cr4W2MoVCr4W2MoVCr4W2MoV是代替是代替Cr12而研制的一种新型高碳中铬而研制的一种新型高碳中铬钢，性能比较稳定，其模具的使用寿命较钢，性能比较稳定，其模具的使用寿命较Cr12、Cr12MoV有较大的提高。有较大的提高。应用：应用：制造各种冲模、冷镦模、落料模、冷制造各种冲模、冷镦模、落料模、冷挤凹模及搓丝板等工模具。挤凹模及搓丝板等工模具。31.48Cr2MnWMoVS(8Cr2S)8Cr2MnWMoVS钢钢是我国研制的易切削精密冷是我国研制的易切削精密冷作模具钢。在具有较高强度和韧性的调质状态作模具钢。在具有较高强度和韧性的调质状态8Cr2S8Cr2S仍具有较好的切削加工性能，使模具在加工后可以仍具有较好的切削加工性能，使模具在加工后可以直接使用，这对于形状复杂或要求尺寸配合特别高直接使用，这对于形状复杂或要求尺寸配合特别高的模具非常适用。的模具非常适用。（1 1）力学性能：）力学性能：8Cr2S8Cr2S钢具有高的强韧性，良好钢具有高的强韧性，良好的切削加工性能和镜面抛光性能，具有良好的表面的切削加工性能和镜面抛光性能，具有良好的表面处理性能，可进行渗处理性能，可进行渗N N、B B、CrCr、NiNi等表面处理。等表面处理。32.（2 2）工艺性能）工艺性能(a)(a)锻造工艺锻造工艺 锻造性能较好，锻造加热温度锻造性能较好，锻造加热温度11001100一一11501150，始锻温度为，始锻温度为10601060，终锻温度，终锻温度900900。锻造后，。锻造后，MnSMnS沿锻轧方向延伸成条状。锻后要空沿锻轧方向延伸成条状。锻后要空冷到冷到650650700700再转入热灰中缓冷。再转入热灰中缓冷。(b)(b)退火工艺退火工艺 可采用球化退火或一般退火工艺，等温球化退化工艺为可采用球化退火或一般退火工艺，等温球化退化工艺为790790810810加热加热2h2h，然后冷却到，然后冷却到700700再保温再保温6 6 8h,8h,炉冷到炉冷到550550出炉，退火后出炉，退火后的组织比较均匀，退火硬度约为的组织比较均匀，退火硬度约为255255207HBS207HBS。（229HBS 229HBS）(c)(c)淬火回火工艺淬火回火工艺 8Cr2S8Cr2S钢的热处理工艺简单，淬透性好，淬火硬度高，钢的热处理工艺简单，淬透性好，淬火硬度高，作预先淬硬钢时，如作预先淬硬钢时，如860860920920空淬、油淬或硝盐分级淬火，空淬、油淬或硝盐分级淬火，100mm100mm的钢材的钢材空淬可以淬透，硬度可达空淬可以淬透，硬度可达636365HRC 65HRC，淬火加热温度淬火加热温度820820840840，油淬硬度，油淬硬度为为626264HRC64HRC，550 550620620回火回火2h2h，回火硬度，回火硬度 40 4048HRC48HRC，可进行各种常规，可进行各种常规加工。加工。(3)(3)应用范围应用范围 用该钢制作的模具配合精度较其他合金工具钢高用该钢制作的模具配合精度较其他合金工具钢高1212个数量个数量级。制作手表零件冲裁模，级。制作手表零件冲裁模，模具寿命比模具寿命比CrWMnCrWMn钢高钢高3535倍倍。制作电器零。制作电器零件冲裁模，件冲裁模，使用寿命较使用寿命较9Mn2V9Mn2V钢高钢高210210倍。倍。P36P36。33.五五高碳高铬冷作模具钢高碳高铬冷作模具钢高碳高铬冷作模具钢的一般特性高碳高铬冷作模具钢的一般特性 高碳高铬模具钢由于其间存在大量硬的碳化物高碳高铬模具钢由于其间存在大量硬的碳化物而具有高的耐磨性，而且还具有变形小的特性，满而具有高的耐磨性，而且还具有变形小的特性，满足了某些要求高强度、高耐磨性和淬火变形小，且足了某些要求高强度、高耐磨性和淬火变形小，且在小的动载荷下工作的模具的要求。在小的动载荷下工作的模具的要求。常用高碳高铬冷作模具钢常用高碳高铬冷作模具钢 Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1 Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1（D2D2）34.1Cr12钢钢Cr12Cr12钢钢是高碳高铬型冷作模具钢的代表性钢号是高碳高铬型冷作模具钢的代表性钢号之一。含有极高量的之一。含有极高量的C 2.00C 2.00 2.302.30和和 Cr 11.00 Cr 11.00 13.0013.00，属于莱氏体钢，所以有很高的，属于莱氏体钢，所以有很高的淬透性、淬硬性和耐磨性，且淬火变形小。淬透性、淬硬性和耐磨性，且淬火变形小。但当碳但当碳化物不均匀时，变形量多向性且不规则，它的组织化物不均匀时，变形量多向性且不规则，它的组织不良是主要缺点。不良是主要缺点。（1 1）力学性能：）力学性能：Cr12Cr12钢具有较好的淬透性和良好钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性，由于含碳量较高，容易形成不均匀的共的耐磨性，由于含碳量较高，容易形成不均匀的共晶碳化物，所以冲击韧度较差，易脆裂。晶碳化物，所以冲击韧度较差，易脆裂。35.（2 2）工艺性能）工艺性能(a)(a)锻造工艺锻造工艺 Cr12 Cr12钢的变形抗力大，锻锤吨位要与毛坯的大小相适钢的变形抗力大，锻锤吨位要与毛坯的大小相适应；导热性差，加热时必须分段预热。锻造预热温度为应；导热性差，加热时必须分段预热。锻造预热温度为750750一一850850，锻，锻造加热温度造加热温度10501050一一11001100，始锻温度为，始锻温度为10001000一一10501050，终锻温度，终锻温度850850一一900 900。锻后采用炉冷或砂冷并及时退火。锻后采用炉冷或砂冷并及时退火。(b)(b)退火工艺退火工艺 Cr12Cr12钢一般采用等温球化退化工艺，在钢一般采用等温球化退化工艺，在830830850850加加热热23h23h，等温温度，等温温度720740720740，保温，保温34h,34h,退火硬度约为退火硬度约为217217267HBS267HBS。(c)(c)淬火回火工艺淬火回火工艺 一次硬化法淬火加热温度为一次硬化法淬火加热温度为960960980980空淬、油空淬、油淬或硝盐分级淬火，硬度可达淬或硝盐分级淬火，硬度可达606064HRC 64HRC，回火可选择在，回火可选择在160160400400进进行，注意避开行，注意避开275275375 375 之间的回火脆性区，回火最好进行之间的回火脆性区，回火最好进行2 2次。次。二次硬化法淬火加热温度二次硬化法淬火加热温度1050105011001100，空淬、油淬或硝盐分级淬火，空淬、油淬或硝盐分级淬火，硬度可达硬度可达4 40 060HRC 60HRC。工件在。工件在500500520520回火三次，可获得高硬度。回火三次，可获得高硬度。(3)(3)应用范围应用范围 Cr12Cr12钢多用于制造承受冲击负荷小，要求高耐磨的冷钢多用于制造承受冲击负荷小，要求高耐磨的冷冲模、冷剪切刃、钻套、拉伸模等。冲模、冷剪切刃、钻套、拉伸模等。P38P38。36.2 Cr12MoV2 Cr12MoVCr12MoVCr12MoV钢钢是由是由Cr12Cr12发展而来的，由于含碳量发展而来的，由于含碳量较低，且添加了较低，且添加了MoMo、V V，碳化物不均匀性较，碳化物不均匀性较Cr12Cr12有所有所改善，所以强度、韧度都比较高，有较好的热加工改善，所以强度、韧度都比较高，有较好的热加工性，且具有更高的淬透性，淬火变形较小，在性，且具有更高的淬透性，淬火变形较小，在300300400400时仍能保持良好的硬度和耐磨性。时仍能保持良好的硬度和耐磨性。（1 1）力学性能：）力学性能：Cr12MoVCr12MoV钢具有较好的淬透性，钢具有较好的淬透性，300300400mm400mm的工件可以完全淬透，并有很高的耐的工件可以完全淬透，并有很高的耐磨性。淬火时体积变化小。磨性。淬火时体积变化小。37.（2 2）工艺性能）工艺性能(a)(a)锻造工艺锻造工艺 Cr12MoV Cr12MoV钢的变形抗力比碳素工钢的变形抗力比碳素工具钢高具钢高2323倍，锻锤吨位要与毛坯的大小相适应。倍，锻锤吨位要与毛坯的大小相适应。锻造预热温度为锻造预热温度为750750一一850850，锻造加热温度，锻造加热温度10801080一一11201120，始锻温度为，始锻温度为10001000一一10501050，终锻温度，终锻温度850850一一900 900。锻后采用炉冷或砂冷。锻打时坚持多向镦。锻后采用炉冷或砂冷。锻打时坚持多向镦拨、多次镦拨，才能保证击碎碳化物。拨、多次镦拨，才能保证击碎碳化物。(b)(b)退火工艺退火工艺 Cr12MoV Cr12MoV钢一般采用等温球化退钢一般采用等温球化退化工艺，在化工艺，在850850870870加热加热24h24h，等温温度，等温温度720740720740，保温，保温34h,34h,退火硬度约为退火硬度约为207207255HBS255HBS。38.(c)(c)淬火回火工艺淬火回火工艺 低淬低回工艺：低淬低回工艺：淬火加热温度为淬火加热温度为95095010001000，回火，回火200200，可获得高的硬度和韧性，但抗压强度较低。，可获得高的硬度和韧性，但抗压强度较低。中淬中回工艺：中淬中回工艺：淬火加热温度为淬火加热温度为10301030，回火，回火400400，可获得最好的强韧性，较高的断裂抗力。可获得最好的强韧性，较高的断裂抗力。高淬高回工艺：高淬高回工艺：淬火加热温度为淬火加热温度为1080108011001100，回火，回火500500 520520，可获得良好的热硬性，其耐磨性、硬度也较高，可获得良好的热硬性，其耐磨性、硬度也较高，但抗压强度和断裂韧度较低。但抗压强度和断裂韧度较低。(3)(3)应用范围应用范围 Cr12MoVCr12MoV钢是冷作模具钢中应用范围钢是冷作模具钢中应用范围最广、数量最大的冷作模具钢，几乎所有的冷作模具中均有最广、数量最大的冷作模具钢，几乎所有的冷作模具中均有应用，尤其是形状复杂、高精度或重载荷的模具。但由于钢应用，尤其是形状复杂、高精度或重载荷的模具。但由于钢中有大块共晶碳化物及较严重的网状碳化物，钢的脆性倾向中有大块共晶碳化物及较严重的网状碳化物，钢的脆性倾向大，因而限制了其应用范围。大，因而限制了其应用范围。P39P39。39.3 Crl2MolVl3 Crl2MolVl Crl2MolVl Crl2MolVl 简称简称D2D2钢，高耐磨微变形冷作模具钢，高耐磨微变形冷作模具钢，同钢，同Crl2MoVCrl2MoV钢在化学成分上的差异是增加了钢在化学成分上的差异是增加了MoMo、V V，改变了钢的铸造组织，细化了晶粒，改善了莱氏，改变了钢的铸造组织，细化了晶粒，改善了莱氏体的形貌，强韧性及耐磨性优于体的形貌，强韧性及耐磨性优于Crl2MoVCrl2MoV钢，提高了钢，提高了模具的使用寿命。模具的使用寿命。（1 1）力学性能：）力学性能：Cr12Mo1V1Cr12Mo1V1钢具有较好的淬透性，钢具有较好的淬透性，300300400mm400mm的工件可以完全淬透，并有很高的耐的工件可以完全淬透，并有很高的耐磨性。淬火时体积变化小。磨性。淬火时体积变化小。40.（2 2）工艺性能）工艺性能(a)(a)锻造工艺锻造工艺由于由于D2D2钢的屈服点及塑性变形抗力较钢的屈服点及塑性变形抗力较Crl2MoVCrl2MoV钢高，因而钢高，因而D2D2钢的锻造性能及热塑成型性较钢的锻造性能及热塑成型性较Crl2MoVCrl2MoV略差。锻造温度为略差。锻造温度为1060106011001100。(b)(b)退火工艺退火工艺 Cr12MoV Cr12MoV钢一般采用等温球化退化工艺，钢一般采用等温球化退化工艺，在在850850870870加热加热24h24h，等温温度，等温温度720740720740，保温，保温34h,34h,退退火硬度约为火硬度约为207207255HBS255HBS。(C)(C)预调质工艺预调质工艺在高合金钢中，由于淬火温度比较高，在高合金钢中，由于淬火温度比较高，预调质处理温度可比模具最终热处理的温度低预调质处理温度可比模具最终热处理的温度低10 3010 30。回。回火也在较高的温度下进行，使处理后可以进行精加工。火也在较高的温度下进行，使处理后可以进行精加工。41.(d)(d)淬火回火工艺淬火回火工艺 低淬低回工艺：低淬低回工艺：淬火加热温度为淬火加热温度为95095010001000，回火，回火200200，可获得高的硬度和韧性，但抗压强度较低。，可获得高的硬度和韧性，但抗压强度较低。中淬中回工艺：中淬中回工艺：淬火加热温度为淬火加热温度为10301030，回火，回火400400，可获得最好的强韧性，较高的断裂抗力。可获得最好的强韧性，较高的断裂抗力。高淬高回工艺：高淬高回工艺：淬火加热温度为淬火加热温度为1080108011001100，回火，回火500500 520520，可获得良好的热硬性，其耐磨性、硬度也较高，可获得良好的热硬性，其耐磨性、硬度也较高，但抗压强度和断裂韧度较低。但抗压强度和断裂韧度较低。(3)(3)应用范围应用范围 用用D2D2钢制造的滚丝轮、滚轧轮、钢制造的滚丝轮、滚轧轮、“离合调整板离合调整板”冷冲模，比用冷冲模，比用Crl2MoV钢制造的可提高寿命钢制造的可提高寿命5 56 6倍。倍。42.六六基体钢和低碳高速钢基体钢和低碳高速钢基体钢是以高速钢成分为基体，具有高速钢正常淬火后基体钢是以高速钢成分为基体，具有高速钢正常淬火后的基本成分，碳的质量分数一般在的基本成分，碳的质量分数一般在0.5%0.5%左右，合金元素的质左右，合金元素的质量分数在量分数在10%10%12%12%范围内，故而得名。这类钢不仅具有高速范围内，故而得名。这类钢不仅具有高速钢的特点，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，材料成本钢的特点，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，材料成本比高速钢低。有很高的抗压强度和耐磨性，在高温条件下使比