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1、常用模具钢类别与特点 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0
2、80%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%。但对于一些耐磨性要求很高，淬火后变形很小模具用钢，最高铬质量分数可达13%，并且为了形成大量碳化物，钢中碳质量分数也很高，最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高，其组织大部分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、挤压和压铸几种主要类型，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，而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性
3、外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、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。对于压铸模用钢，还应具有表面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0.30%~0.60%，属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（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
4、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形状稳定等。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。 模 具 钢 分 类 2.1冷作模具钢 2.1.1高碳低合金冷作模具钢 9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV 2.1.2抗磨损冷作模具钢 6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、
5、Cr12Mo1V1 2.1.3抗冲击冷作模具钢 4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si 2.1.4冷作模具碳素工具钢 T7、T8、T9、T10、T11、T12 2.1.5冷作模具用高速钢 W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V 2.1.6无磁模具用钢 7Mn15Cr2Ae3V2Wmo、1Cr18Ni9Ti 2.2热作模具钢 2.2.1低耐热性热作模具钢 5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi 2.2.2中耐热性热作模具钢 4Cr5MoSiV、4C
6、r5MoSiV1、4Cr5W2VSi、8Cr3 2.2.3高耐热性热作模具钢 3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV 2.3塑料模具钢 2.3.1碳素塑料模具钢 SM45、SM50、SM55 2.3.2预硬化型塑料模具钢 3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo、5CrNiMnMoVSCa、40Cr、42CrMo、30CrMnSiNi2A 2.3.3渗碳型塑料模具钢 20Cr、12CrNi3A 2.3.4时效硬化型塑料模具钢 O6Ni6CrMoVT
7、iAe、INi3Mn2CuAeMo 2.3.5耐腐蚀型塑料模具钢 2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2 常用模具钢 塑胶模具钢 MEK 4 高耐磨高韧性之塑胶模 X13T6W (236) 高耐磨高耐腐蚀镜面模具 X13T6W(236H) 高耐磨高耐腐蚀镜面模具 热作工具钢 SMV3W 压铸模,挤压模,塑料模 ADC 3 压铸模,挤压模 塑胶模具钢 718S 塑料模之内模件 718H 塑料模之内模件 S136 耐腐蚀镜面模具 S136H
8、 耐腐蚀镜面模具 OPTIMAX 光学级镜面不锈钢模 ELMAX 高耐磨耐腐蚀性塑料模具 CORRAX S336 高耐腐蚀性塑料模具 RAMAX 168 易切削耐腐蚀塑料模 CALMAX 635 冷作及塑胶模 热作工具钢 8407 金属压铸,挤压模 冷作工具钢 DF2 微变形耐磨油钢,冷冲压模 XW42 冷挤压成形模,精密五金模 V10 高寿命精密冲切模 塑胶模具钢 P×88 通用塑胶模,良好抛光性能 NAK55 高性能塑胶模,橡胶模 NAK80 高抛
9、光性镜面塑胶模 S-STAR 高镜面度耐腐蚀模具 S-STAR(A) 高镜面度耐腐蚀模具 热作工具钢 DH31-SUPER 金属压铸,挤压模 冷作工具钢 YK30 冲裁模,弯曲模 GOA 冷压加工,冲裁模,成形模 DC11 冷挤压成形,拉伸模 DC53 冷挤压成形,拉伸模,冲裁模 塑胶模具钢 P20HH 塑胶模 P20LQ 塑胶模 塑胶模具钢 LKM 638 一般塑胶模,模架,下模件 LKM 2311 一般塑胶模,模架,下模件 LKM 2312 一般塑
10、胶模,模架,下模件 LKM 738 一般塑胶模,模架,下模件 LKM 738H 一般塑胶模,模架,下模件 LKM 818H 高抛光度及高要求内镶件 LKM 2711 高硬度高韧性大型塑胶模 LKM 2083 防酸性良好抛光性塑胶模 LKM 2083H 防酸性一般抛光性塑胶模 LKM 2316A 高酸性塑胶模 LKM 2316 高酸性塑胶模 LKM 2316ESR 高酸性塑胶模 热作工具钢 LKM 2344 金属压铸,挤压模 LKM 2344SUPER 金属压铸,挤
11、压模 冷作工具钢 LKM 2510 微变形耐磨油钢 LKM 2379 微变形高耐磨油钢 LKM 2767 微变形耐磨油钢 塑胶模具钢 MUP 塑胶模 塑胶模具钢 PORCERAX II PM-35 塑胶及压铸模,透气钢 合金铍铜 MOLDMAX MM40 需快速冷却的模芯,镶件 合金铜 HIT75 MOD 需快速冷却的模芯,镶件 纯红铜 C1100P 铜公工件 电蚀纯红铜 C1100P 铜公工件 合金铝 6061-T6/T651 吹塑模,吸塑模,鞋模,发泡模 60
12、61-T6511 吹塑模,吸塑模,鞋模,发泡模 7075-T651 合金钢 7022-T651 黄牌中碳钢 S50C-S55C 塑胶模具钢 舞阳718 常用模具钢介绍 2008-06-10 10:39 我国合金工具钢的产量已居世界前列，其中合金模具钢约为10万吨。我国模具工业每年消耗模具材料合计为30万~40万吨，其中合金模具钢为13万~15万吨。 我国目前模具钢的品种少质量低，表现在一般质量的模具钢材多，高质量的模具钢材少，相当部分要求高的模具钢都需要经过真空精炼和电渣重熔，以保证钢材的高纯净度、高致密度、高等向性，而我国通过电渣重
13、熔的模具钢所占的份额很小。黑皮圆棒材多，扁钢、精料，以及经过预硬化的材料、制品、标准件少。我国模具钢市场80%左右是黑皮圆棒材，用户拿到材料以后还要自己改锻改制，材料利用率低，生产周期长，不能适应模具制造业的需要。 在模具制造的成本中，材料费用往往只占模具成本的20%左右，因此对于要求较高的长寿命模具，在选用模具材料时往往需精益求精，例如采用碳化物不均匀度为5~6级的Cr12MoV钢制造搓丝模，使用寿命往往不足1万件；而采用碳化物不均匀度为1级的优质Cr12MoV钢制造搓丝模，使用寿命可达几万件甚至几十万件。由于国产模具材料不能完全适应模具制造业的需要，很多高性能、长寿命、交货日期紧迫的模具
14、仍不得不采用进口的模具材料。如海尔集团每年所需的模具钢、其中90%是从瑞典、德国、日本进口的，主要是进口经过预硬处理的高质量塑料模具钢和热作模具钢，如从瑞典进口的718钢(3Cr2NiMo)、618钢(3Cr2Mo)和8407钢(4Cr5MoSiV1)，从日本进口的SKD11(Cr12MoV)冷作模具钢等。进口材料的价格很高，比国产材料的价格高3~5倍。 以下介绍几种常用的模具钢，供参考。 1． 7Cr7Mo3V2Si 7Cr7Mo3V2Si简称LD钢，是一种高强韧性冷作模具钢，与Cr12型冷作模具钢和W6Mo5Cr4V2高速钢比具有更高的强度和韧性，而且有较好的耐磨性适宜制造承受高负荷的
15、冷挤、冷镦、冷冲模具。 始锻温度：1120℃ 终锻温度：≥850℃，反复镦拔消除带状组织，锻后缓冷并立即进行球化退火。等温球化退火工艺：860℃，保温3小时冷到740℃等温4小时，炉冷到500℃出炉。退火后硬度212HBS，组织：小球状珠光体+共晶碳化物。 模具淬火温度：1140℃，550℃回火90min. 然后经过QPQ处理，心部硬度保持61-63HRC，表面硬度更高，有较好的强韧性。 2． Cr12Mo1V1（美国牌号D2） Cr12Mo1V1是国际上较广泛采用的高碳高铬冷作模具钢，属莱氏体钢，具有高淬透性、淬硬性、高的耐磨性；高温抗氧化性能好，淬火和抛光后抗锈蚀能力好
16、热处理变形小；适宜制造高精度、长寿命的冷作模具、刃具和量具，例如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚丝轮、搓丝板、冷剪切刀和精密量具等。化学成分见GB/T1299-2000。 C Si Mn P S Cr Mo V Co 1.40-1.60 ≤0.60 ≤0.60 ≤0.03 ≤0.03 11.00-13.00 0.70-1.20 ≤1.10 ≤1.00 该钢可以采用二种淬火温度。 （1） 采用较低的淬火温度 950-1040℃ 180-230℃低温回火 硬度60-64HRC （2） 采用较高的淬火温度 1050-1100℃ 510-540℃高温回火2次 硬度60-64HRC
17、经QPQ处理，效果更佳。 3．DC53-日本大同特钢公司生产 特点： （1）、 热处理后硬度高于SKD11，高温（520-530℃）回火后可达62-63HRC高硬度，在强度和耐磨性方面超过SKD11。 （2）、 韧性度是SKD11的两倍。DC53的韧性在冷作模具钢中较为突出，因此，用DC53制造的很少出现裂纹和崩裂，大大提高了使用寿命。 （3）、 线切割加工后的残余应力，经高温回火减少了残余应力。因此，大型模具和要求精密之模具在线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。 （4）、 切削性和研磨性超过SKD11。DC53的切削性和研磨性优于SKD11。因此，使用DC53可增加模具寿命和减
18、少加工工序。 用途： （1）、 精密冲压模：线切割加工的精密冲裁及各种用途冲压模； （2）、 难加工材料的塑性变形用具。冷锻、深拉和搓线用模； （3）、 其他。高速冲裁冲头，不锈钢板冲头。 热处理：DC53是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规格载于日本工业标准（JIS）G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11。 经QPQ处理效果更好。 4. 4Cr5MoSiV1 我国的4Cr5MoSiV1与美国的H13钢相近。世界各工业国家的工具钢标准中几乎都有类似的钢号。目前，在我国模具钢材市场上除国产的4Cr5
19、MoSiV1外，外国的有日本的SKD61，瑞典（ASSAB）8407，德国的X40CrMoV5-1、韩国的STD-61及他们的改进型，虽然有各自国家的牌号，但都以H13钢号出现。 该类钢属热作模具钢，由于冶炼技术的差异，质量差距大，但经QPQ处理均能获得较为理想的效果。 5. 5Cr2NiMoVSi 5Cr2NiMoVSi钢是比5CrNiMo更好的热锻模钢，其冶炼和加工均按特级优质钢（即“E”钢）处理。其常规热处理工艺为600-650℃预热，970-980℃奥氏体化，油冷到约650-700℃转人300-350℃回火炉等温3-4h，回火温度取670-680℃，保温4-5h，回火两次，
20、空冷即可，硬度40-44HRC。模具最后经QPQ处理可提高耐热疲劳强度，降低摩擦系数，延长模具寿命。 6. 3Cr2W8V 3Cr2W8V钢是典型热强钢型热作模具钢，应用日久且极为广泛。缺点是导热性差，易开裂，塑性、韧度、热疲劳性能均有所下降。目前3Cr2W8V应用日少，为新型的热强型热作模具钢所代替，如3Cr3Mo3W2V,4Cr3Mo3SiV,5Cr4W5Mo2V,5Cr4Mo3SiMnVAl以及ASSAB的QRO45，美国的H19等。以上钢制模具热处理后再经QPQ处理，可提高抗热疲劳能力、抗氧化能力，大幅度提高模具寿命。 常用模具钢的分类 序号 模具材料名称 简 要 说
21、明 钢 号 举 例 1 普通碳素钢 用于不需要经过热处理加工的模具零件。或比较不精密的模具淬硬零件。 45钢 55钢 2 碳素工具钢 用于简单的模具零件或产量小，精度要求不高的模具。该钢种价格便宜，但耐磨性差，淬火容易变形和开裂。 T7A、T8A、T10A、T12A 3 低合金工具钢 低合金钢含合金元素的总质量分数不超过5%，由于多种钢种均含有Cr、W、Mo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。 CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCrl5、9CrWMn、7CrSiMnMoV(CH—1)、6Cr
22、NiMnSiMoV(GD)、6Cr3VSi5CrW2Si、 4 中合金工具钢 其合金元素的总质量分数大于5%，小于10%。由于合金元素的增加，模具钢的耐磨性、耐冲击性等进一步增加，是中上等模具钢。 Cr4W2MoV、Cr4WV、 Cr6Wv、 Cr2Mn2SiWMoV 5 高合金工具钢 其合金元素的总质量分数大于10%，由于淬火硬度高，淬透性好，淬火变形小等特点，适用于制造精密、耐磨性好的模具。 Cr12、Cr12Mo1V1、Cr12MoV、3Cr2W8、4Cr5MoSiV、9Cr6W3Mo2V 6 高速工具钢 它是比高合金工具钢更好的模
23、具钢，但价格昂贵，用于制造高精度、高效率、高寿命的三高模具。 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Cr4V3、W6Mo5Cr4V2、6W6Mo5Cr4V(6W6) 7 超高强度基体钢 这类钢具有高速钢基体的淬火性质，耐磨性好，强度高，而且韧性好、价格便宜，性能略次于(某些方面)高速钢。 65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)、 6Cr4Mo3Ni2WV(CG2)、 7Cr7Mo3V2Si(LD)、 8 钢结硬质合金 钢结硬质合金是用粉末冶金的方法制造的铬钼合金钢，其中钢为粘结相，WC或TiC为硬质相。它的性能介于钢与硬质合金之间，可进行淬火等热处理，因此加工硬质合金方便，而硬度比钢却高得多。 GT35、TLMW50、TMW50、GW50、DT 9 硬质合金 硬质合金是以难熔的金属碳化物(如碳化钨、碳化钛等)为基体，用钴或镍为粘结剂，用粉末冶金法生产的组合材料，硬质合金硬度高，耐磨性好，红硬性好，其缺点是脆性大；是高级制模材料，用于批量大的生产。 YG8、YG8C、YG11、YG11C、YG15、YG20、YG20C、YG25
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