模具钢的概述和常用模具钢介绍

刀锋

模 具 钢 概 述 ! Z: \# G1 ?: m ; s5 L! u6 b( K* P- z1 Q1 r  B 模具大致可分为冷作模具、热作模具和塑料模具3类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。 冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢，按其所制造具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢，碳质量分数在0.80%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高，淬火后变形很小模具用钢，最高铬质量分数可达13%，并且为了形成大量碳化物，钢中碳质量分数也很高，最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高，其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。 热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型，包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外，还要承受反复受热和冷却的做用，而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数在0.30%~0.60%，属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。 , I; ^  @( a2 i% P% ?( ~塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外，还要求具有良好的工艺性，如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下，注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢；热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。 & t. K4 }. Y/ t) t- P1 ~8 N+ [2 j ( q3 o2 a9 N' [, |' @2 P

模 具 钢 分 类 2.1冷作模具钢 : i, D: V! m( Y$ b2 E2.1.1高碳低合金冷作模具钢 5 p4 e5 ~$ p( E+ e/ }8 o* b9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV # R; y7 L4 Y2 ^2.1.2抗磨损冷作模具钢 6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1 2.1.3抗冲击冷作模具钢 / y, e: A+ o8 ]/ D6 j' W4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si # G' Z* V3 _. K9 F6 i/ G' @3 Q' a2.1.4冷作模具碳素工具钢 T7、T8、T9、T10、T11、T12 2.1.5冷作模具用高速钢 8 q- X! D; m2 |1 |9 aW6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V & i+ Z4 o; P. b, d6 U2.1.6无磁模具用钢 8 P" Q/ T" g& M4 [7Mn15Cr2Ae3V2Wmo、1Cr18Ni9Ti 0 N& d1 ~; s, b% ~$ W 2.2热作模具钢 2.2.1低耐热性热作模具钢 5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi 2.2.2中耐热性热作模具钢 4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、8Cr3 2.2.3高耐热性热作模具钢 & W9 A; x% E& W( c; L( ]$ H+ p" S3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV ! R( Q# [5 s, s- Y7 o; H2 }; `& f 4 ~; }( T. R4 s2 I2.3塑料模具钢 2.3.1碳素塑料模具钢 ! G, b; q8 G( |2 T" bSM45、SM50、SM55 2.3.2预硬化型塑料模具钢 6 H5 D9 W9 X4 {9 j7 m4 h; t" \3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo、5CrNiMnMoVSCa、40Cr、42CrMo、30CrMnSiNi2A   k% p) y( I4 y4 Z5 m2.3.3渗碳型塑料模具钢 - b5 ^' ?  s8 n0 w3 g8 U20Cr、12CrNi3A 2.3.4时效硬化型塑料模具钢 O6Ni6CrMoVTiAe、INi3Mn2CuAeMo 2.3.5耐腐蚀型塑料模具钢 2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2   L1 m' i6 ]' d! K) [; K4 w ) L3 f6 I" {) O' N+ e: a % t* M  \# O* `6 u- b                                                         常用模具钢介绍 8 Q7 ?, n* z5 j- K% ?$ C4 ~ , n; s5 l1 v0 b" R

Cr12

化学成分：
0 w( r: m" n( |/ w4 u' J! _
8 }$ F" k& r# b1 J( O标准：GB/T1299-2000 （%）

* \7 o& v' y# J  v+ I1 r

C	Mn	Si " s/ {) Y9 @+ s" z  v: Q	Cr 9 R. G: E' d) M8 h" ~! t	P , P4 s1 `- W' w4 N! N' d	S + x* x5 p2 }" q- W
2.00/2.30	≤0.40 7 X. j5 V2 t  B, q* N	≤0.40 ! `1 I% i# X; u& Y$ Y/ U	11.50/13.00 5 \" c- Z$ G* d9 }5 J: i3 i	≤0.030 9 D5 I. u& ^& s1 z8 k# v" [	≤0.03

近似钢号:美国D3(AISI/SAE和ASTM),德国1.2080(W-Nr.),法国X200Cr12(NF),日本SKD1(JIS),俄罗斯X12(ΓOCT).奥地利K100(百禄Bohler Ges.mbH)
. I/ v) l" `. |7 E钢材特性:Cr12钢属于高碳高铬类型的莱氏体钢,碳的质量分数高达2%以上,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物.Cr12钢终存在大量Cr元素,主要形成(Cr·Fe)7C3型化合物，而渗碳体型碳化物极少。淬火加热时碳化物大量流入奥氏体中，淬火后得到高硬度的马氏体；回火时马氏体析出大量弥散分布的碳化物。由于其硬度很高，因而提高了钢的耐磨性，Cr又使等温转变曲线右移，从而增加了钢的淬透性。马氏体相变点低，淬火后模具钢中有大量残留奥氏体，减少了模具淬火时的变形量。

# v+ E2 {. p8 U5 t* \  t5 V; T主要用途：多用于制造耐磨性能高、不承受冲击的模具及加工材料不硬的刃具。如车刀、铰刀、冷冲模、冲头及量规、样板、量具、凸轮销、偏心轮、冷轧辊、钻套和拉丝模


[ 本帖最后由 刀锋 于 2007-10-31 10:00 编辑 ]

刀锋

3Cr2W8V

2 y, U9 M0 A' {. T

化学成分
标准：GB/T1299-2000（%）
- _1 L6 Z  E- Q2 a

C	Si 9 r* x/ U* e* ?9 ?	Mn	Cr	W	V 0 G/ m7 i* V. U; a: W	P	S   U6 Q3 |: Q0 E9 `2 Q( Z, S
0.30~0.40 / e3 A: t5 r2 F1 B4 h! W6 C	≤0.40 , S: O9 S# y: T3 X	≤0.40	2.20~2.70 2 i. b5 k5 d' J4 _	7.50~9.00 . a, r0 V) I: N. k4 y, J	0.20~0.50 ! w$ ^6 X5 d  w/ N	0.030	0.030

相似钢号:美国AISI,H21.德国DIN,W-Nr1.2662法国NF,X30WCrV9.日本JIS.SDK5)

- c! U9 x& @0 U- B8 e, f/ [8 E

钢材特点: 3Cr2W8V是典型的高热强性热作模具钢,合金元素W为主,W质量分数高达8%以上.要求高承载力,高热强性和高耐回火性的压铸模热压模和压型模等模具常使用此钢种.该钢含有较多易形成碳化物的Cr,W元素,因此高温下具有较好的硬度和强度.,但人性和塑性较差.该钢的淬透性好,钢材截面在80mm以下时可以淬透.这种钢温变温度较高,的抗冷热交替的耐热疲劳性良好.但这些高温性能和淬火温度有关,随着淬火的温度提高而提高.

0 F3 m$ F) H. l6 V  ~

主要用途:3Cr2W8V.(H21)钢的抗回火能力较高,可用来制作高温下高应力,但不受冲击负荷的凸模,凹模,如平锻机上的凸凹模,镶块,铜合金挤压模,压铸用模具,也可用来制作同时承受较大压应力,弯应力或拉应力的模具,如反挤压的模具;还可以用来制作高温下受力的热金属切刀等.

3 [) U2 z& I- R% b2 G2 u

5CrNiMo

% _- A3 ^: t$ V* a! ?2 E- _

化学成分：
标准：GB/T1299-2000  （%）
' L! M. A- d2 n- o; U+ Z, h

4 K7 W6 Q: O, g# z9 g7 P( f3 L

C	Mn	Si + J9 I! Q) o$ r& T% _  P. N' c	Cr	P	Ni	Mo % |! ?9 R/ U+ l  e$ R- ^
0.50/0.60 ! i' Y" ?2 Q1 d- H	0.50/0.80	≤0.40	0.50/0.80	≤0.030	1.40/1.80 " f2 k# H$ V' D& ]5 ?	0.15/0.30

近似钢号:美国L6(AISI),日本SKT4(JIS)日本GFA(大同)日本DM(日立),德国1.2713(W-Nr.)法国55NiCrMoV7(NF).

钢材特性:5CrNiMo属于传统的热锻模具钢,但其具有十分良好的韧性,同时具有良好的强度,高淬透性和高耐磨性,室温力学性能与500~600°C时几乎相同,加热到500°C时仍能保持300HBS左右的硬度.由于含有Mo,因而对回火脆性并不敏感,但由于碳化物形成元素含量低,二次硬化效应微弱,所以稳定性并不高.
主要用途:适用于作形状复杂、冲击负荷重的各种中、大型锤锻模

& \! z" U) G# s# C8 k  S$ I, E3 q
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刀锋

Cr12MoV

化学成分
标准：GB/T1299-2000    (%)
4 i, T7 r" g+ q. q, F; n, E

C 5 {& o! L3 W5 L  H4 j( _! R	Mn * M: ~2 w, y# D3 ^	Si	Cr 5 r+ [1 z4 Y8 U0 I! ~	P ! k& x# S1 {7 R, i' s3 H	S	Mo " a  l3 ~3 F" V. P	V 9 _8 F& ]* v! q" @
1.45/1.70	≤0.35 + k) `' b- Z9 T& X2 R; J. p1 J! _/ T$ I	≤0.40	11.00/12.50 # c( U- E/ y3 T	≤0.03	≤0.030 . ^) @( ]1 A- ^* p% }8 X( y	0.40/0.60	0.15/0.30 6 z% R" |2 h5 R, I& b$ ?

近似钢号：德国X165CrMoV12(DIN)
,1.2601(W-Nr),俄罗斯X12M(LOCT)
$ W' t3 d5 |$ ?4 L* C: L. m9 d,瑞典2310(SS)
) {- w# K) m- T+ s( X, J1 |
钢材特性：此为一种高碳高铬冷作钢，具有超级耐磨性能，于处理时尺寸变化稳定，适合于风冷,淬透性、淬火回火后的硬度、强度、韧性比Crl2高，截面为300～400mm全淬透，耐磨性和塑性也较好，变形小，但高温塑性差。
; k" Q2 S, M; g* v' H9 ]' y
; r% K- L4 z3 g; W+ |# v主要用途：适用于各种铸、锻、模具，如各种冲孔凹模，切边模、滚边模、缝口模、拉丝模、钢板拉伸模、螺纹搓丝板、标准工具和量具


8 E: r3 p: f+ l9 E! U" s; {- h
+ U( b$ |5 E! R4 H6 l' l+ _) i* Q
, S/ D4 ]. v, v* e- [" P) A

) v* f: S5 h, u6 {
7 h' P% O9 P9 D, v% }

4Cr5MoSiV1 (H13)

化学成分
* Y4 l0 Q) j) {% l标准：GB/T1299-2000  （%）

# x; A8 j7 R+ x7 |4 \- k6 g7 R

C	Mn	Si " N9 Z0 ~) b; Q# h) P- V5 U7 {	Cr	P 2 t3 F& H$ O5 }/ T* H	S： ' Q( v: R. D9 O+ V+ c& }" e & B/ M3 v& A' h6 @& }: f( t	Mo	V : |1 F7 k, `- g  f4 E
0.32/0.45	0.20/0.50	0.80/1.20	4.75/5.50 1 B! p. L! |. v" g7 i	≤0.030 * j& n6 F; u  y( k6 r2 V: V, m	0.030	1.10/1.75	0.80/1.20

近似钢号:美国H13(AISI)日本SKD61(JIS)日本DHA1(大同)日本DAC(日立),瑞典8407(ASSAB),德国X40CrMoV5-1,1.2344(W-Nr.)英国BH13(BS).

钢材特性: 4Cr5MoSiV1即美国钢号H13(AISI)时国际上应用广泛的空冷硬化热作模具钢,与4Cr5MoSiV相比,有更高的热强度,在中温条件下具有很好的韧性 ,600oC作业,热疲劳性能和一定的耐磨性.在较小的奥氏体化温度下空淬,热处理变形小,产生的氧化皮倾向小,可以抵抗熔融铝的冲蚀作用.抗热裂性好，电渣中熔铜，组织致密，电炉精练钢质纯净，具较好的等向性能.
主要用途: 4Cr5MoSiV1(H13)广泛应用于制造热挤压模具,芯棒,模锻锤的锤模,锻造压力机模具,精锻机用模具以及铝,铜机器合金的压铸模.适合大型或形状复杂之模具.

; R5 ]" A  ^9 W, Y" P" w

CrWMn

化学成分：GB/T 1229-2000
( s) t) {: b, n# p（%）
. s8 ?- i. p3 b, j6 e

C 2 }! C; Y8 K: S	Si 2 L( W" w) K. I5 H2 K	Mn 4 g" ~( N, W: B 3 c, }& v" w. q# M0 N	Cr	W & a; Q) N7 ^4 N( m$ }7 ^	S	P " F: u4 j/ S- u: |
0.90~1.05 ; g" O' M5 v# x( [  g; N* F	0.15~0.35 ) k9 f) ]& J% V: X7 t	0.80~1.10 " j( D; N. k; d ! r( D" v" R: A7 `5 ~	0.90~1.20 9 M; u& m) p) B( c% |) Y	1.20~1.60 ' r: J3 h9 R4 X4 e' U	≤0.030	≤0.030

近似钢号：日本SKS31（JIS）德国105WCr6(1.2419) (W-Nr.)法国2212
8 Q) m, O( _0 M4 g1 F4 L90MCW5（NF）俄罗斯XBГ（Т）
8 x5 T$ i3 F/ Z" `) u, ?

钢材特性：具有较高的淬透性，由于加入1.20%~1.60%（质量分数）钨，形成碳化物，所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒，从而使钢具有较好的韧性，该钢对形成网状碳物比较敏感，而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。
$ P2 q. e1 p' P, K) U; [* X主要用途： 使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套，，以及形状复杂的高精度冲模等。多用于制造变形小、长而形状复杂的切削刀具，如拉刀、长丝锥、长铰刀、专用铣刀、量规及形状复杂、高精度的冷冲模

: {5 R2 A- d7 W& j1 l
9 A$ E  Q* J: `' F3 \0 q* t3 o% D[ 本帖最后由 刀锋 于 2007-10-31 10:01 编辑 ]

xudaohong

受不了了，能不能压缩后提供下载啊，搂住帮帮忙啊！

wptoday2

好是好，但好像不太全，可以压缩后一并上传不？