本篇文章給大家談?wù)劺渥髂＞咪摌?biāo)準(zhǔn)要求，以及冷作模具選材的基本原則對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

CrWMn冷作模具鋼的抗拉強(qiáng)度是多少??

抗拉在2500-3000mpa

CrWMn：是制作模具最常用的高碳合金工具鋼

CrWMn 鋼的化學(xué)成分w/%

CrWMn合金工具鋼

碳C ：0.90～1.05

硅Si：≤0.40

錳Mn：0.80～1.10

硫S ：≤0.03

磷P ：≤0.03

鉻Cr：0.90～1.20

鎳Ni：允許殘余含量≤0.25

銅Cu：允許殘余含量≤0.30

鎢W ：1.20～1.60

供貨

供貨品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、銀亮鋼絲、熱軋鋼板和冷軋鋼板。

硬度207 -255HBW。

力學(xué)性能

硬度：退火，255～207HB，壓痕直徑3.8～4.2mm；淬火，≥62HRC

熱處理規(guī)范及金相組織：

熱處理規(guī)范：淬火,800～830℃油冷。

交貨狀態(tài)：鋼材以退火狀態(tài)交貨。

物理性能

CrWMn鋼臨界溫度示于表1其飽和磁感Bs為1.82~1.86T；電阻約為0.2410-6m。

CrWMn鋼具有高淬透性。由于鎢形成碳化物，這種鋼在淬火和低溫回火后具有比鉻鋼和9SiCr鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。此外，鎢還有助于保存細(xì)小晶粒，從而使鋼獲得較好的韌性。所以由CrWMn鋼制成的刃具，崩刃現(xiàn)象較少，并能較好地保持刀刃形狀和尺寸。但是，鋼對(duì)形成碳化物網(wǎng)比較敏感，這種網(wǎng)的存在，就使工具刃部有剝落的危險(xiǎn)，從而使工具的使用壽命縮短，因此，有碳化物網(wǎng)的鋼，必須根據(jù)其嚴(yán)重程度進(jìn)行鍛壓和正火。這種鋼用來制造在工作時(shí)切削刃口不劇烈變熱的工具和淬火時(shí)要求不變形的量具和刃具，例如制作刀、長(zhǎng)絲錐、長(zhǎng)鉸刀、專用銑刀、板牙和其他類型的專用工具，以及切削軟的非金屬材料的刀具。

預(yù)先熱處理

CrWMn鋼的有關(guān)預(yù)先熱處理曲線示于圖2-13-1~圖2-13-5，退火前后的相成分、硬度和顯微組織示于表2-13-4，需要說明的是：（1）退火加熱保溫時(shí)間在全部爐料加熱到退火溫度后為1~2h，冷卻；等溫保溫為3~4h；（2）高溫回火用于消除冷變形加工硬化（如稱為再結(jié)晶退火）；消除熱處理前的切削加工內(nèi)應(yīng)力。對(duì)熱處理后硬度過低的零件在二次淬火以前亦先進(jìn)行高溫回火保溫時(shí)間在全部爐料加熱到溫后為2~3h；（3）正火用于細(xì)化過熱鋼的晶粒和消除炭化物網(wǎng)；（4）當(dāng)鋼的退火硬度HB低于183時(shí)，調(diào)質(zhì)處理用于提高切削加工表面光潔度。

冷作模具鋼的工作條件及性能要求

冷作模具鋼在工作時(shí)．由于被加工材料的變形抗力比較大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。因此，冷作模具的正常報(bào)廢原因一般是磨損．也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。

冷作模具鋼與刃具鋼相比．有許多共同點(diǎn)。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗彎強(qiáng)度和足夠的韌性，以保證沖壓過程的順利進(jìn)行、其不同之處在于模具形狀及加工藝復(fù)雜．而且摩擦面積大．磨損可能性大．所以修磨起來困難。因此要求具有更高的耐磨化模具工作時(shí)承受沖壓力大．又由于形狀復(fù)雜易于產(chǎn)生應(yīng)力集中，所以要求具有較高的韌性；模具尺寸大、形狀復(fù)雜．所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。總之，冷作模具鋼在淬透性、耐磨性與韌性等方面的要求要較刃具鋼高一些．而在紅硬性方面卻要求較低或基本上沒要求（因?yàn)槭抢鋺B(tài)成形），所以也相應(yīng)形成了一些適于做冷作模具用的鋼種，例如，發(fā)展了高耐磨、微變形冷作模具用鋼及高韌性冷作模具用鋼等。下面結(jié)合有關(guān)鋼種選用進(jìn)一步說明。 性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有較好的淬透性和良好的耐磨性。由于鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)2.30%，從而鋼變得硬而脆，所以沖擊韌性較差，幾乎不能承受較大的沖擊荷載，易脆裂，而且易形成不均勻的共晶碳化物。

用途：用于制造受沖擊荷載較小，且要求高耐磨性的冷沖模和沖頭，剪切硬且薄的金屬的冷切剪刃、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺絲滾模等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、冷拉材、鍛材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。 性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，無特殊要求時(shí)鉆不作為必加元素。由于鉬和釩的含量比Cr12高，故鋼的組織和晶粒度進(jìn)一步細(xì)化，提高了鋼的淬透性、強(qiáng)度和韌性，使鋼的綜合性能更好。

用途：用于制造要求高耐磨性的大型復(fù)雜冷作模具，如冷切剪刀、切邊模、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、滾邊模和要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。 性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透，且具有很高的耐磨性，淬火時(shí)體積變化小。其碳含量比Cr12鋼低很多，且加入了鉬、釩，因此，鋼的熱加工性能、沖擊韌性和碳化物分布都得到了明顯改善。

用途：用于制造斷面較大、形狀復(fù)雜、耐磨性要求高、承受較大沖擊負(fù)荷的冷作模具，如冷切剪刀、切邊模、滾邊模、量規(guī)、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、形狀復(fù)雜的沖孔凹模、鋼板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。 性能：合金含量中等，由于含有鉬和釩，所以鋼的淬透性良好，碳化物分布均勻，具有一定的沖擊韌性和較好的耐磨性。

用途：用于制造定型模、鉆套、冷沖模、沖頭、切邊模、螺紋滾模、搓絲板和量規(guī)等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。 性能：綜合力學(xué)性能比碳素工具鋼好，具有較高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火時(shí)變形較小。由于鋼中含有一定量的釩，細(xì)化了晶粒，減小了過熱敏感性。碳化物不均勻性比CrWMn鋼好。

用途：用于制造各種精密量具、樣板，以及一般要求的尺寸較小的沖模、冷壓模、雕刻模、料模、剪刀、絲錐、板牙和鉸刀等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、熱軋鋼板、冷拉鋼絲。

根據(jù)需方要求可供應(yīng)中小規(guī)格的模塊。 性能：具有較高的淬透性，由于加入1.20%%26mdash;1.60%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）鎢，形成碳化物，所以在淬火和低溫回火后具有一定的硬度和耐磨性。鎢有助于保持細(xì)小晶粒，從而使鋼具有較好的韌性，該鋼對(duì)形成網(wǎng)狀碳物比較敏感，而且這種碳公物網(wǎng)使工具刃部有剝落的危險(xiǎn)。

用途：使用較為廣泛的冷作模具鋼。用于制造量具，如板牙、塊規(guī)、樣柱和樣套，，以及形狀復(fù)雜的高精度沖模等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、銀亮鋼絲、熱軋鋼板、冷軋鋼板。 性能：低合金冷作模具鋼，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火變形較小，碳化物分布均勻且顆粒細(xì)小。

用途：用于制造截面不大的，而形狀較復(fù)雜的冷沖模，以及量規(guī)、樣板等量具。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材、冷拉材、冷拉鋼絲、冷軋鋼板。 性能：新中型合金冷作模具鋼，性能較穩(wěn)定，與高合金冷作模具鋼Crl2、Crl2MoV相比，用其制成的模具使用壽命明顯提高。該鋼的共晶碳化物顆粒細(xì)小，分布均勻，具有較高的淬透性和淬硬性，以及較好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。但鋼的熱加工溫度范圍較窄，變形抗力較大。

用途：用于制造各種沖模、冷鐓模、落料模、拉延模、冷擠壓凹模和搓絲板等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材。

根據(jù)需方要求可供應(yīng)小規(guī)格模塊。 性能：高韌性冷作模具鋼，其化學(xué)成分接近高速工具鋼的基體成分，屬于一種基體鋼。因此，它具有高速工具鋼的高硬度和高強(qiáng)度。又因該鋼沒有過剩的碳化物，所以具有較高的韌性和疲勞強(qiáng)度。該鋼含有0.20%%26mdash;0.35%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的鈮，使晶粒細(xì)化，并提高晶粒精化溫度，從而提高了鋼的韌性，改善了其工藝性能。

用途：用于制造冷擠壓模具、冷鐓模、螺釘沖頭、冷沖模、拉延模和搓絲板等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材。

根據(jù)需方求可供應(yīng)部分扁鋼或其他條鋼。 性能：低碳高速工具鋼類型的冷作模具鋼，其淬透性好，并具有類似高速工具鋼的高硬度、高耐磨性、高強(qiáng)度等綜合性能，還具有比高速工具鋼韌性好的特性。用該鋼制造的冷擠壓模壽命較長(zhǎng)。因鋼中鉬含量較高，其熱加工溫度范圍稍窄，變形抗力較大。此鋼易脫碳。

用途：用于制造冷擠壓凹模和上下沖頭等。

生產(chǎn)品種：熱軋材、鍛材。

冷作模具鋼怎么選用？

根據(jù)冷作模具鋼的性能要求及形狀尺寸，材料的選用有以下幾種情況。

(1)工作時(shí)受力不大、形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小的模具，可用碳素工具鋼制造。

(2)工作時(shí)受力一般、形狀復(fù)雜或尺寸較大的模具，可用低合金工具鋼（如9Mn2V、9SiCr、9CrWMl3、CrWMn、Cr2等）制造。

(3)工作時(shí)受力大，要求高耐磨性、高淬透性、變形量小、形狀復(fù)雜的模具，多用高碳高鉻鋼（Crl2、Crl2MoV等）制造。又發(fā)展了幾種Crl2型鋼的代用鋼（如Cr6WV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV等），另外，也可選用高速鋼、低碳高速鋼（6W6M05Cr4V等）和基體鋼（化學(xué)成分相當(dāng)于高速鋼正常淬火后的基體成分的鋼）來制造這類模具。

(4)在沖擊條件工作，刃口單薄的模具，采用韌性較好的中碳合金工具鋼（如4CrW2Si、6CrW2Si等）制造。

冷作模具鋼選用時(shí)需考慮加工方法、應(yīng)力狀態(tài)、成形加工對(duì)象的材料性質(zhì)、生產(chǎn)數(shù)量、板材厚度等，此外模具的大小及尺寸精度也是不可忽略的因素。

負(fù)荷較小或小批量生產(chǎn)時(shí)使用低合金工具鋼（SKS），負(fù)荷較大或大批量生產(chǎn)時(shí)使用冷作模具鋼（SKD），負(fù)荷更大時(shí)選用高速工具鋼及粉末高速工具鋼。

適用于耐磨場(chǎng)合的有冷作模具鋼、高速工具鋼及高合金高速工具鋼，適用于耐沖擊場(chǎng)合的有8Cr-2Mo系模具鋼和基體型高速工具鋼。

冷作模具鋼是指使金屬在冷態(tài)下變形或成形所使用的模具鋼。最常用的專用冷作模具鋼是Crl2型鋼，其含碳量為1.45%～2.30%，含鉻量為11%～13%。由于冷作模具多為常溫下工作，材料的塑性變形抗力大，模具的工作應(yīng)力大，工作條件苛刻，綜合起來這類模具性能上一般要求高的硬度和耐磨性、足夠的強(qiáng)度、適當(dāng)?shù)捻g性。

因此，冷作模具鋼通常在成分上以高碳為主，以滿足高硬度和高耐磨性的需要。如果為了提高模具抗沖擊能力，需增加韌性時(shí)，可選用中碳鋼，這時(shí)可借用熱作模具鋼來代替。在冷作模具鋼中加入合金元素時(shí)，主要是為了提高淬透性和耐磨性，對(duì)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等元素的多元合金鋼。

冷作模具鋼應(yīng)具備哪些特性

冷作模具鋼普遍具備：高硬度、高耐磨、高抗壓強(qiáng)度、淬火性能佳。

冷沖模、沖壓模、拉絲模、擠壓模等等都是冷作模具鋼。

9CrWMn鋼材

產(chǎn)品名稱：冷作模具鋼

產(chǎn)品牌號(hào)：9CrWMn

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1299-2014

一、9CrWMn主要特性：

9CrWMn模具鋼材為低合金冷作模具鋼。該鋼具有一定的淬透性和耐磨性，淬火變形較小，碳化物分布均勻顆粒細(xì)小。

9CrWMn模具鋼材通常用于制造截面不大而形狀較復(fù)雜的冷沖模以及各種量規(guī)量具等。

9CrWMn特性與CrWMn相似，但由于含碳量稍低，在碳化物偏析上比CrWMn好些，因而力學(xué)性能更好，但熱處理后硬度較低。

二、9CrWMn化學(xué)成分（GB/T 1299-2014）

C：0.85-0.95

Si：≤0.40

Mn ：0.90-1.20

Cr ：0.50-0.80

W：0.50-0.80

其他：

三、9CrWMn力學(xué)性能：

密度g/cm ：7.85

硬度 ：交貨硬度：（退火）≤241-197HBW。試樣熱處理制度及淬回火硬度：≥62HRC。

交貨狀態(tài)：以熱處理（正火、退火或高溫回火）或不熱處理狀態(tài)交貨，交貨狀態(tài)應(yīng)在合同中注明。

四、熱處理工藝：

熱處理規(guī)范：

67715℃預(yù)熱，855℃(鹽浴)或9006℃(爐控氣氛)加熱，保溫5-15,油冷，58-204℃回火。

67715℃預(yù)熱，941℃(鹽浴)或9556℃(爐控氣氛)加熱，保溫5-15,空冷，56-204℃回火。

82015℃預(yù)熱，10006℃(鹽浴)或10106℃(爐控氣氛)加熱，保溫10～20,空冷，2006℃回火。

79015℃預(yù)熱，940℃(鹽浴)或9506℃(爐控氣氛)加熱，保溫5-15,空冷，2006℃回火。

79015℃預(yù)熱，1010℃(鹽浴)或10206℃(爐控氣氛)加熱，保溫5-15,空冷，5506℃回火。

79015℃預(yù)熱，10006℃(鹽浴)或10106℃(爐控氣氛)加熱，保溫5-15,空冷，5506℃回火。

五、9CrWMn應(yīng)用舉例：

1、于制作截不形狀較復(fù)雜、精度的冷沖模。

2、可于制作薄沖壓摸、飾壓花模等。

3、多于制作變形、長(zhǎng)形狀復(fù)雜的切削具，如拉、長(zhǎng)絲錐、長(zhǎng)鉸、專銑。

4、于整體淬硬性塑料模具。

5、于熱固性塑料成型摸， 要求耐磨、強(qiáng)度的模具。

模具鋼的性能要求

1. 強(qiáng)度性能

（1）硬度硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標(biāo)，模具在高應(yīng)力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據(jù)其工作條件，一般要求保持在HRC40~55范圍。對(duì)于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。

（2）紅硬性 在高溫狀態(tài)下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩(wěn)定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。

（3）抗壓屈服強(qiáng)度和抗壓彎曲強(qiáng)度 模具在使用過程中經(jīng)常受到強(qiáng)度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。在很多情況下，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件接近于模具的實(shí)際工作條件（例如，所測(cè)得的模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時(shí)所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合）。抗彎試驗(yàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變量的絕對(duì)值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。

2. 韌性

在工作過程中，模具承受著沖擊載荷，為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。

模具鋼的化學(xué)成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素都對(duì)鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對(duì)于其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學(xué)成分并且采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強(qiáng)度和韌性達(dá)到最佳的配合。

沖擊韌性系表特征材料在一次沖擊過程中試樣在整個(gè)斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規(guī)的沖擊韌性不能全面地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗(yàn)技術(shù)正在被采用。

3. 耐磨性

決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具能夠在強(qiáng)烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對(duì)于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤(rùn)滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進(jìn)行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對(duì)鋼的磨損有較大的影響。

耐磨性可用模擬的試驗(yàn)方法，測(cè)出相對(duì)的耐磨指數(shù)，作為表征不同化學(xué)成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)。以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試驗(yàn)是以Cr12MoV鋼為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。

4. 抗熱疲勞能力

熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評(píng)價(jià)熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo)，它包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個(gè)方面。

熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展時(shí)，每一應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展量；斷裂韌性反映材料對(duì)已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子，也就是必須有較大的裂紋長(zhǎng)度。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴(kuò)展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。

也就是說，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性，可以決定當(dāng)裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴(kuò)展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴(kuò)展速率和高的斷裂韌性值。

抗熱疲勞性能的指標(biāo)可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)，也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長(zhǎng)度來衡量。

5. 咬合抗力

咬合抗力實(shí)際就是發(fā)生“冷焊”時(shí)的抵抗力。該性能對(duì)于模具材料較為重要。試驗(yàn)時(shí)通常在干摩擦條件下，把被試驗(yàn)的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進(jìn)行恒速對(duì)偶摩擦運(yùn)動(dòng)，以一定的速度逐漸增大載荷，此時(shí)，轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷”，臨界載荷愈高，標(biāo)志著咬合抗力愈強(qiáng)。

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