常用模具钢类别与特点

常用模具钢类别与特点模具钢大致可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢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。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。模具钢分类2.1冷作模具钢2.1.1高碳低合金冷作模具钢9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV2.1.2抗磨损冷作模具钢6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V12.1.3抗冲击冷作模具钢4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si2.1.4冷作模具碳素工具钢T7、T8、T9、T10、T11、T122.1.5冷作模具用高速钢W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V2.1.6无磁模具用钢7Mn15Cr2Ae3V2Wmo、1Cr18Ni9Ti2.2热作模具钢2.2.1低耐热性热作模具钢5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi2.2.2中耐热性热作模具钢4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、8Cr32.2.3高耐热性热作模具钢3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV2.3塑料模具钢2.3.1碳素塑料模具钢SM45、SM50、SM552.3.2预硬化型塑料模具钢3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo、5CrNiMnMoVSCa、40Cr、42CrMo、30CrMnSiNi2A2.3.3渗碳型塑料模具钢20Cr、12CrNi3A2.3.4时效硬化型塑料模具钢O6Ni6CrMoVTiAe、INi3Mn2CuAeMo2.3.5耐腐蚀型塑料模具钢2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2常用模具钢塑胶模具钢MEK4高耐磨高韧性之塑胶模X13T6W(236)高耐磨高耐腐蚀镜面模具X13T6W(236H)高耐磨高耐腐蚀镜面模具热作工具钢SMV3W压铸模,挤压模,塑料模ADC3压铸模,挤压模塑胶模具钢718S塑料模之内模件718H塑料模之内模件S136耐腐蚀镜面模具S136H耐腐蚀镜面模具OPTIMAX光学级镜面不锈钢模ELMAX高耐磨耐腐蚀性塑料模具CORRAXS336高耐腐蚀性塑料模具RAMAX168易切削耐腐蚀塑料模CALMAX635冷作及塑胶模热作工具钢8407金属压铸,挤压模冷作工具钢DF2微变形耐磨油钢,冷冲压模XW42冷挤压成形模,精密五金模V10高寿命精密冲切模塑胶模具钢P×88通用塑胶模,良好抛光性能NAK55高性能塑胶模,橡胶模NAK80高抛光性镜面塑胶模S-STAR高镜面度耐腐蚀模具S-STAR(A)高镜面度耐腐蚀模具热作工具钢DH31-SUPER金属压铸,挤压模冷作工具钢YK30冲裁模,弯曲模GOA冷压加工,冲裁模,成形模DC11冷挤压成形,拉伸模DC53冷挤压成形,拉伸模,冲裁模塑胶模具钢P20HH塑胶模P20LQ塑胶模塑胶模具钢LKM638一般塑胶模,模架,下模件LKM2311一般塑胶模,模架,下模件LKM2312一般塑胶模,模架,下模件LKM738一般塑胶模,模架,下模件LKM738H一般塑胶模,模架,下模件LKM818H高抛光度及高要求内镶件LKM2711高硬度高韧性大型塑胶模LKM2083防酸性良好抛光性塑胶模LKM2083H防酸性一般抛光性塑胶模LKM2316A高酸性塑胶模LKM2316高酸性塑胶模LKM2316ESR高酸性塑胶模热作工具钢LKM2344金属压铸,挤压模LKM2344SUPER金属压铸,挤压模冷作工具钢LKM2510微变形耐磨油钢LKM2379微变形高耐磨油钢LKM2767微变形耐磨油钢塑胶模具钢MUP塑胶模塑胶模具钢PORCERAXIIPM-35塑胶及压铸模,透气钢合金铍铜MOLDMAXMM40需快速冷却的模芯,镶件合金铜HIT75MOD需快速冷却的模芯,镶件纯红铜C1100P铜公工件电蚀纯红铜C1100P铜公工件合金铝6061-T6/T651吹塑模,吸塑模,鞋模,发泡模6061-T6511吹塑模,吸塑模,鞋模,发泡模7075-T651合金钢7022-T651黄牌中碳钢S50C-S55C塑胶模具钢舞阳718常用模具钢介绍2008-06-1010:39我国合金工具钢的产量已居世界前列，其中合金模具钢约为10万吨。我国模具工业每年消耗模具材料合计为30万~40万吨，其中合金模具钢为13万~15万吨。我国目前模具钢的品种少质量低，表现在一般质量的模具钢材多，高质量的模具钢材少，相当部分要求高的模具钢都需要经过真空精炼和电渣重熔，以保证钢材的高纯净度、高致密度、高等向性，而我国通过电渣重熔的模具钢所占的份额很小。黑皮圆棒材多，扁钢、精料，以及经过预硬化的材料、制品、标准件少。我国模具钢市场80%左右是黑皮圆棒材，用户拿到材料以后还要自己改锻改制，材料利用率低，生产周期长，不能适应模具制造业的需要。在模具制造的成本中，材料费用往往只占模具成本的20%左右，因此对于要求较高的长寿命模具，在选用模具材料时往往需精益求精，例如采用碳化物不均匀度为5~6级的Cr12MoV钢制造搓丝模，使用寿命往往不足1万件；而采用碳化物不均匀度为1级的优质Cr12MoV钢制造搓丝模，使用寿命可达几万件甚至几十万件。由于国产模具材料不能完全适应模具制造业的需要，很多高性能、长寿命、交货日期紧迫的模具仍不得不采用进口的模具材料。如海尔集团每年所需的模具钢、其中90%是从瑞典、德国、日本进口的，主要是进口经过预硬处理的高质量塑料模具钢和热作模具钢，如从瑞典进口的718钢(3Cr2NiMo)、618钢(3Cr2Mo)和8407钢(4Cr5MoSiV1)，从日本进口的SKD11(Cr12MoV)冷作模具钢等。进口材料的价格很高，比国产材料的价格高3~5倍。以下介绍几种常用的模具钢，供参考。1．7Cr7Mo3V2Si7Cr7Mo3V2Si简称LD钢，是一种高强韧性冷作模具钢，与Cr12型冷作模具钢和W6Mo5Cr4V2高速钢比具有更高的强度和韧性，而且有较好的耐磨性适宜制造承受高负荷的冷挤、冷镦、冷冲模具。始锻温度：1120℃终锻温度：≥850℃，反复镦拔消除带状组织，锻后缓冷并立即进行球化退火。等温球化退火工艺：860℃，保温3小时冷到740℃等温4小时，炉冷到500℃出炉。退火后硬度212HBS，组织：小球状珠光体+共晶碳化物。模具淬火温度：1140℃，550℃回火90min.然后经过QPQ处理，心部硬度保持61-63HRC，表面硬度更高，有较好的强韧性。2．Cr12Mo1V1（美国牌号D2）Cr12Mo1V1是国际上较广泛采用的高碳高铬冷作模具钢，属莱氏体钢，具有高淬透性、淬硬性、高的耐磨性；高温抗氧化性能好，淬火和抛光后抗锈蚀能力好，热处理变形小；适宜制造高精度、长寿命的冷作模具、刃具和量具，例如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚丝轮、搓丝板、冷剪切刀和精密量具等。化学成分见GB/T1299-2000。CSiMnPSCrMoVCo1.40-1.60≤0.60≤0.60≤0.03≤0.0311.00-13.000.70-1.20≤1.10≤1.00该钢可以采用二种淬火温度。（1）采用较低的淬火温度950-1040℃180-230℃低温回火硬度60-64HRC（2）采用较高的淬火温度1050-1100℃510-540℃高温回火2次硬度60-64HRC经QPQ处理，效果更佳。3．DC53-日本大同特钢公司生产特点：（1）、热处理后硬度高于SKD11，高温（520-530℃）回火后可达62-63HRC高硬度，在强度和耐磨性方面超过SKD11。（2）、韧性度是SKD11的两倍。DC53的韧性在冷作模具钢中较为突出，因此，用DC53制造的很少出现裂纹和崩裂，大大提高了使用寿命。（3）、线切割加工后的残余应力，经高温回火减少了残余应力。因此，大型模具和要求精密之模具在线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。（4）、切削性和研磨性超过SKD11。DC53的切削性和研磨性优于SKD11。因此，使用DC53可增加模具寿命和减少加工工序。用途：（1）、精密冲压模：线切割加工的精密冲裁及各种用途冲压模；（2）、难加工材料的塑性变形用具。冷锻、深拉和搓线用模；（3）、其他。高速冲裁冲头，不锈钢板冲头。热处理：DC53是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规格载于日本工业标准（JIS）G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11。经QPQ处理效果更好。4.4Cr5MoSiV1我国的4Cr5MoSiV1与美国的H13钢相近。世界各工业国家的工具钢标准中几乎都有类似的钢号。目前，在我国模具钢材市场上除国产的4Cr5MoSiV1外，外国的有日本的SKD61，瑞典（ASSAB）8407，德国的X40CrMoV5-1、韩国的STD-61及他们的改进型，虽然有各自国家的牌号，但都以H13钢号出现。该类钢属热作模具钢，由于冶炼技术的差异，质量差距大，但经QPQ处理均能获得较为理想的效果。5.5Cr2NiMoVSi5Cr2NiMoVSi钢是比5CrNiMo更好的热锻模钢，其冶炼和加工均按特级优质钢（即“E”钢）处理。其常规热处理工艺为600-650℃预热，970-980℃奥氏体化，油冷到约650-700℃转人300-350℃回火炉等温3-4h，回火温度取670-680℃，保温4-5h，回火两次，空冷即可，硬度40-44HRC。模具最后经QPQ处理可提高耐热疲劳强度，降低摩擦系数，延长模具寿命。6.3Cr2W8V3Cr2W8V钢是典型热强钢型