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 ...
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# `0 S9 Z; B0 E% p! V9 R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：
◆ 尺寸大小和形状的复杂性，
5 Y& s0 r' c8 n$ V' i◆ 被加工的材料，
! g* r% M7 M* ?" j" U◆ 耐久性要求或设计寿命。

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冷作模具钢的分类

冷作模具钢分为五组：W组、O组、A组、D组、S组。
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6 _# y6 X$ z5 \◆ 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%。
9 t  a  f+ Y; U3 ]1 J◆ 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%，
8 d3 w0 c, E- v+ V* ^◆ 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%。
, V8 }- w) e8 }6 G* X◆ D组即高碳高铬冷作模具钢，有7个钢种，含碳量0.9%-2.5%。
& F& l$ T' _0 n9 F◆ S组即耐冲击工具钢，有7个钢种，含碳量0.4%-0.6%。
% x# x9 @5 M) }  F4 b/ g- A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）。

0 v# I* S4 q" I9 Q+ l' w冷作模具钢的选用

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。

: L+ @* E7 l. X, q# x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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3 i/ ~% J; A4 S% Z# O" Y8 M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。
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+ \- \  i3 f: ]* J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。

热作模具钢的选用
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4 C/ n0 H/ X2 n: `% Y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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+ v& R+ M: P0 o0 K4 X按热强性排列的主系列进行选材:
, L( I& v; k/ ]0 H9 A7 L( [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）。
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% d$ r! Q9 I4 T+ e8 B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。

4 ^$ n, [& v7 B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。