冷挤压模具钢性能（冷挤压模具结构）

今天给各位分享冷挤压模具钢性能的知识，其中也会对冷挤压模具结构进行解释，现在开始吧！

冷作模具钢应具备哪些特性

冷作模具钢普遍具备：高硬度、高耐磨、高抗压强度、淬火性能佳。

冷冲模、冲压模、拉丝模、挤压模等等都是冷作模具钢。

挤压模具的常用材质是什么？

挤压模具常用材质是合金钢材，主要成分是钨，钨是一种具有硬度高，熔点高，常温下不受空气侵蚀的金属，挤压模具常在高温高压的环境下作业，也必须具有这样的属性。

模具钢

现在国内普遍使有的模具钢是H13，也有些高成本的使用日产的模具进口钢，但价格不菲，除非有特殊需要。

冷作模具钢有什么性能要求？

冷作模具钢是指使金属在冷态下变形或成形所使用的模具钢。最常用的专用冷作模具钢是Crl2型钢，其含碳量为1.45%～2.30%，含铬量为11%～13%。

由于冷作模具多为常温下工作，材料的塑性变形抗力大，模具的工作应力大，工作条件苛刻，综合起来这类模具性能上一般要求高的硬度和耐磨性、足够的强度、适当的韧性。

因此，冷作模具钢通常在成分上以高碳为主，以满足高硬度和高耐磨性的需要。如果为了提高模具抗冲击能力，需增加韧性时，可选用中碳钢，这时可借用热作模具钢来代替。在冷作模具钢中加入合金元素时，主要是为了提高淬透性和耐磨性，对于耐磨性要求高的模具，多采用加入碳化物形成元素，例如Cr、Mo、W、V等元素的多元合金钢。

从钢材类别考虑，冷作模具钢多为过共析钢和莱氏体钢，一般属于工具钢范畴。

冷作模具钢性能要求：

1、冷作模具钢的使用性能

1)较高的耐磨性

冷作模具在工作时，表面与坯料之间产生许多次摩擦，模具在这种情况下必须仍能保持较低的表面粗糙度值和较高的尺寸精度，以防止早期失效。

由于模具材料的硬度和组织是影响模具耐磨性能的重要因素，因此为了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度30%～50%，材料的组织为回火马氏体或下贝氏体，其上分布均匀、细小的颗粒状碳化物。要达到此目的，钢中的碳的质量分数一般都在0.60%以上。

2)较高的强度和韧性

模具的强度是指模具零件在工作过程中抵抗变形和断裂的能力。强度指标是冷作模具设计和材料选择的重要依据，主要包括拉伸屈服点、压缩屈服点等。屈服点是衡量模具零件塑性变形抗力的指标，也是最常用的强度指标。为了获得高的强度，在模具制造过程中，要模具材料的韧性，要根据模具工作条件来决定，对于强烈冲击载荷的模具，如冷作模具的凸模、冷镦模具等，因受冲击载荷较大，需要高的韧性。对于一般工作条件下的冷作模具，通常受到的是小能量多次冲击载荷的作用，模具的失效形式是疲劳断裂，因此模具不必具有过高的冲击韧度值。

3)较强的抗咬合性

咬合抗力实际就是对发生“冷焊”的抵抗能力。通常在干摩擦条件下，把被试验模具钢试样，与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢），进行恒速对偶摩擦运动，以一定速度逐渐增大载荷，此时转矩也相应增大。当载荷加大到某一临界值时，转矩突然急剧增大，这意味着发生咬合，这一载荷称为“咬合临界载荷”。临界载荷越高，标志着咬合抗力越强。

4)受热软化能力

受热软化能力反映了冷作模具钢在承载时温升对硬度、变形抗力及耐磨性的影响。表征冷作模具钢受热软化抗力的指标主要有软化温度（℃）和二次硬化硬度（HRC）。

2、冷作模具钢的工艺性能要求

冷作模具钢的工艺性能，直接关系到模具的制造周期及制造成本。对冷作模具钢的工艺性能要求，主要有锻造工艺性、切削工艺性、热处理工艺性等。

1)锻造工艺性

锻造不仅减少了模具材料的机械加工余量，节约钢材，而且改善模具材料的内部缺陷，如碳化物偏析、减少有害杂质、改善钢的组织状态等。

为了获得良好的锻造质量，对可锻性的要求是热锻变形抗力低、塑性好、锻造温度范围宽，锻裂、冷裂及析出网状碳化物倾向小。

2)切削工艺性

磨损小以及加工后模具表面光洁。冷作模具钢主要属于过共析钢和莱氏体钢，大多数切削加工都较困难，为了获得良好的切削加工性，需要正确进行热处理，对于表面质量要求较高的模具可选用含S、Ca等元素的易切削模具钢。

3)热处理工艺性

热处理工艺性主要包括：淬透性、淬硬性、耐回火性、过热敏感性、氧化脱碳倾向、淬火变形和开裂倾向等。

Cr4W2MoV的特性

Cr4W2MoV钢是一新型中合金钢冷作模具钢，性能比较稳定，其模具的使用寿命较Cr12、Cr12MoV钢有较大的提高。Cr4W2MoV钢是一新型中合金钢冷作模具钢，性能比较稳定，其模具的使用寿命较Cr12、Cr12MoV钢有较大的提高。Cr4W2MoV钢的主要特点是共晶碳化物颗粒细小，分布均匀，具有较高的淬透性和淬硬性，并具有较好的耐磨性和尺寸稳定性。该钢热加工温度范围窄，变形抗力较大。经实际使用证明Cr4W2MoV钢是性能良好的冷作模具钢，可用来制造各种冲模、冷镦模、落料模、冷挤压凹模及挫丝板等工模具。

该钢是针对Cr12系钢的缺点而研制的一种代用钢, 具有良好的耐磨性和二次硬化能力。该钢的共晶碳化物颗粒细小, 分布均匀, 具有较高的淬透性和淬硬性, 以及较好的耐磨性和尺寸稳定性。但钢的热加工温度范围较窄, 变形抗力较大。为获得≤255HBW 的硬度,该钢的等温持续时间不能小于6~8h。淬硬深度:150mm150mm,可内外淬火,硬度达60HRC,空淬深度: 40~50mm。该钢性能比较稳定, 其模具的使用寿命较 Cr12、Cr12MoV 钢有较大的提高。

该钢的锻造温度范围窄小,易于过热、过烧、锻裂。可按Cr12系钢的方法进行锻造。98mm 的淬火试样, 在980℃空冷淬?以后, 其心部硬度达到58~60HRC, 表面硬度达到 63 -67HRC。在温度为 1020C 时淬火、400C 回火时韧性最好;在500~520C回火1~3 次以后，有较好的二次硬化性, 韧性下降, 抗弯强度呈现峰值, 抗压屈服强度比 Cr12MoV钢高10%左右。该钢的淬火变形趋势和 Cr12 系钢相似, 有较好的伸缩性。

供货状态

供货品种为热轧材、锻材。硬度≤269HBW.

Cr4W2MoV化学成分：

C：1.12~ 1.25

Si：0.40~ 0.70

Mn：≤0.40

Cr：3.50~4.00

W：1.90~2.00

Mo：0.80~1.20

V：0.80~1.10

P：≤0.030

S：≤0.030

热处理工艺

该钢退火软化较困难，一般采用等温球化退火。

退火工艺：

加热温度为850~870度，保温4~6H，等温温度为760度，保温6~8H，炉冷到600度以下出炉空冷，硬度为229HBW。

典型应用举例

1) 主要用于硅钢片冲裁模具。

2) 该钢可用于制作材料厚度3mm 的冲裁模具复杂形状的凸模、凹模、镶块,制作凸模时建议硬度 58 ~62HRC, 制作凹模时推荐硬度 60 ~ 64HRC。

3) 用于制作冲裁模具中要求高耐磨、复杂形状的凸模、凹模和镶块, 制作凸模时建议硬度 60 ~ 64HRC, 制作凹模时建议硬度 60 ~64HRC。

4) 用于铝件、铜件、钢件冷挤压模的凹摸, 建议凹模硬度62~64HRC。

5) 用于制作各种冲模、冷镦模、落料模、拉深模、冷挤压凹摸和搓丝板等。

6) 是成批或大生产批量冷冲模的基本钢种。

7) 对该钢制冷镦凹模采用形变正火处理+等温球化退火+高温淬、高温回火+硫、碳、氮三元共渗的复合强韧化处理新工艺, 可在提高模具基体强韧性的基础上, 提

高模具型腔表面层的硬度和耐磨性, 有效地提高模具的使用寿命。

8) Cr4W2MoV 钢制凸模采用 1020C加热, 260c 1h 等温淬火, 220C 1h2 次回火, 硬度为 58 -59HRC。模具平均使用寿命 898件。

9) 钢板弹簧冲孔凸模原使用 Cr12MoV 铟, 模具使用寿命为 265 件, 而改用Cr4W2MoV 钢, 凸模使用寿命为 491 件, 如对Cr4W2MoV钢制凸模进行 920℃4h 盐浴渗钒, 使用寿命可达 845 件。

淬火加热温度为960~980度，油冷或空冷，硬度62HRC；回火温度为280~300度，回火3次，每次1H。回火硬度60~62HRC。

采用高温淬火、高温回火（1030度淬火，520度回火三次）的模具钢具有高耐磨性和热硬性。采用较低温度淬火、较低温度回火（900~980度淬火，200~290度回火）的模具具有良好的强韧性。

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