国外模具用材分析

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简介：美国按模具服役条件将模具钢分为三大类，美国金属学会工具钢委员会列出了：冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中，冷作模具钢又分出12小类，热作模具钢9小类，塑料模具钢2小类。每个小类的选材又取决 ...

4 a9 M7 p* t8 M; x: o# ]美国按模具服役条件将模具钢分为三大类，美国金属学会工具钢委员会列出了：冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中，冷作模具钢又分出12小类，热作模具钢9小类，塑料模具钢2小类。每个小类的选材又取决于三个主要因素：
! \( J% e( [0 |◆ 尺寸大小和形状的复杂性，
& T' w2 V$ L8 u◆ 被加工的材料，
7 I' J1 m% C$ G◆ 耐久性要求或设计寿命。

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冷作模具钢的分类
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0 B0 q( M! R( E0 j% @$ Y! B冷作模具钢分为五组：W组、O组、A组、D组、S组。

◆ W组即水淬工具钢，有11个钢种，7个碳素工具钢，含碳量从0.7%-1.3%。
8 P) s+ {% b- ^- D: ^- [◆ O组即油淬冷作模具钢（俗称油钢），有4个钢种，含碳量在0.85%-1.55%，
' o5 _  ]6 U. ?◆ A组即空淬中合金冷作模具钢，有9个钢种，含碳量从0.5%-2.25%。
+ T+ j; Z" k3 T) p# N3 z& U◆ D组即高碳高铬冷作模具钢，有7个钢种，含碳量0.9%-2.5%。
◆ S组即耐冲击工具钢，有7个钢种，含碳量0.4%-0.6%。
, l; k) V" k( z% B; ?7 Q用于冷作模具还有高速钢（HSS组）和超高速钢（SHSS组），钴基硬质合金和钢结硬质合金（HA组），粉末钢和工程陶瓷（PIM组），碳钨工具钢（F组），特殊用途工具钢（L组）。

1 N% o4 J: }% O& W& c( z( k冷作模具钢的选用

: q$ w" D! Y' f冷作模具钢的主系列是高硬冷作类，主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具，硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具，硬度低于HRC60-62，主要用S类和部份A类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模，如汽车外型冲压件，主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。
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9 \! |+ j, F: Y, O5 f% L2 n高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之间选择。
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粉末模具钢有优良的耐磨寿命，硬度不大高HRC60-62，应用相当多。

碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。
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热作模具钢的分类

美国热作模具钢分二大类：热作模具钢，和超级热强合金。
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热作模具钢的选用

热作模具由于在有温度的条件下工作，要求材料具有热强性和热耐磨性，为了保证模具的使用寿命模具要冷却，热冷交替模具会出现龟裂，即热疲劳裂纹，所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。
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按热强性排列的主系列进行选材:
低合金调质模具钢（6G，6F2，6F3）→中铬热作模具钢（H11、H12、H13）→钨热作模具钢（H21，H22）。

% c7 C- O8 g6 T% \" R- j( N2 K非标准的热作模具钢：例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出现了不能满足热耐磨性时，可以选择6H1，6H2。
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3 }: m+ F0 {5 P当要求模具以热作耐磨性为主时，可以选择D2，D4→M2，M4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的，但其热疲劳性（即冷热抗疲劳裂纹）很差，不能在急冷急热状态下使用。