冷作模具钢的使用性能要求及分类

冷作模具钢主要用于制造在冷状态（室温）下工件压制成型的模具。如冷冲压模具、冷拉伸模具、冷挤压模具等。

1、冷作模具钢工作条件

冷作模具钢在工作时。由于冷作模具钢被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具钢的正常报废原因一般是磨损。也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。

2、冷作模具钢失效分析

（1）磨损（2）崩角（3）塑性变形（4）破裂（5）粘着

3、冷作模具钢性能要求

（1）良好的耐磨性，工作时保持锋利的刃口；

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）淬火态有较高的硬度和一定的淬透深度；

（3）热处理变形小，复杂形状不易开裂；

（4）一定的强度和韧性；

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。

（5）较好的红硬性&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）。

（6）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。

模具材料的选用及热处理工艺模具材料的性能对模具寿命有决定性的影响，根据模具的结构和使用情况，合理选用制模材料是模具工程师的重要任务之一。

模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺，是保证模具质量和使用寿命的重要环节，实际使用证明，在模具失效中由于热处理不当引起的占很大比例。

模具用途广泛，工作条件差别大，制造模具的材料范围很广。目前，冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的材料以钢为主，有些模具还可采用低熔点合金和非金属材料等。

模具材料的性能要求及选用原则

模具用钢主要性能要求如下：

1，硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，决定模具寿命）

2，可加工性能（模具零件形状复杂，要求热处理变形小）

3，强度和韧性（足够的强度承受高压，冲击载荷等要求高韧性）

4，淬透性、抛光性、耐腐蚀性（塑料及添加剂的腐蚀作用）。