【正文】 3Cr2Mo30~32鋅合金（大批量生產(chǎn)）4Cr5MoSiV144~46鋁合金、鎂合金4Cr5MoSiV1,3Cr3Mo3W2V45~4845~48銅合金3Cr3Mo3W2V,3Cr2W8V,4CrMnSiMoV,3Cr2MnNiMo44~4844~4844~4844~48D 超塑成形用模具材料 鎳基高溫合金的超塑成形溫度往往在1000℃以上，開始多采用難熔合金并含少量鈦、鋯的鉬基合金TZM制造，但是鉬基合金在高溫下極易氧化，要求在真空下進(jìn)行鍛造，這就使得鍛造工藝和裝備極為復(fù)雜，需要大量投資，而且生產(chǎn)率很低。 通用型塑料模具用鋼用于生產(chǎn)通用型塑料（如聚乙烯、聚丙烯）工件的模具。 為了生產(chǎn)強(qiáng)化工程塑料制品（如加入纖維強(qiáng)化的熱塑性工程塑料制品）用的或熱固性塑料擠壓成形用的模具，采用耐磨性好的模具鋼。D 耐腐蝕塑料模具用鋼　G 預(yù)硬化易切削塑料模具鋼這種模具表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有很好的韌性，而且模具互換性好。但采用冷擠壓方法壓制模具型腔的生產(chǎn)工藝制造模具時，則采用合金滲碳鋼。由于壓制塑料的品種不同，以及對塑料制品的尺寸、形狀、精度、表面粗糙度等的不同要求，對塑料模具用鋼的耐磨性、抗腐蝕性、耐熱性、耐壓性、磁學(xué)性能、微變形和鏡面拋光性能等有不同的要求。鈦合金超塑成形模具，一般采用鎳基高溫合金制造，如TN100高溫合金等。 當(dāng)壓鑄鋅合金時，由于模具的工作溫度較低，一般采用預(yù)硬態(tài)（約HB300）的塑料成形用模具鋼3Cr2Mo。 另外，對在高溫條件下磨損情況嚴(yán)重的熱擠壓模具，特別是擠壓復(fù)雜形狀工件的模具，有時采用高熱強(qiáng)性的奧氏體型熱強(qiáng)模具鋼以及特種材料的鑲塊模具，特種鑲塊材料包括特種硬質(zhì)合金、氧化鋁及氧化鋯陶瓷材料等。當(dāng)擠壓含鎳量較高的銅鎳合金時，心棒頭及鑲塊有時采用鎳基高溫合金制造，擠壓筒襯有時采用鐵基高溫合金制造。 熱擠壓模具主要由擠壓筒、壓頭、擠壓頂頭、墊塊、凹磨和心棒（用于擠壓管材）等主要部件組成。 表1113 鍛模模塊及鑲塊用鋼的選擇被鍛造材料生產(chǎn)批量/件鍛錘模塊鍛造壓力機(jī)模塊1102~1104件＞1104件1102~1104件＞1104件碳鋼和低合金鋼5CrMnMo,5CrNiMo,5CrNiMoVSi整體(HB341~375)5CrNiMo,5CrNiMoVSi整體(HB369~388)。 表1112 壓印模具用鋼的選擇被加工工件材料生產(chǎn)批量/件103104105鋁合金T8T8，CrWMnCr12，Cr12MoV銅合金T10T10，CrWMnCr12，Cr12Mo1V1低碳鋼T8，T10T10，CrWMn，Cr5Mo1VCr12，Cr12Mo1V1，7Cr7Mo3V2Si合金結(jié)構(gòu)鋼CrWMnCr5Mo1VCr12，Cr12Mo1V1不銹鋼當(dāng)采用高合金冷作模具鋼或高速鋼制造壓印模具時，可根據(jù)需要對模具進(jìn)行鍍鉻處理或采用鑲塊模具。拉深模具主要要求抗磨損和抗咬合性能。硬質(zhì)合金具有很高的耐磨性和抗擦傷性能，但是成本高、脆、不易加工，一般僅用于制造重要模具的鑲塊。沖壓模具的正常失效，主要是由于磨損。當(dāng)擠壓工件很大時，如擠壓鋼件超過10萬件，擠壓輕合金工件超過50萬件時，有時采用硬質(zhì)合金制造模具鑲塊。工件在變形過程中所產(chǎn)生的熱量也部分地被模具吸收，所以模具材料還需要具有一定的高溫硬度和熱穩(wěn)定性。模具外套采用高韌性的合金結(jié)構(gòu)鋼或4Cr5MoSiV1等熱作模具鋼制造，熱處理后的硬度為HRC45左右。冷鐓模具承受劇烈的沖壓載荷，其凹模表面承受很高的壓應(yīng)力。當(dāng)沖壓強(qiáng)度高、變形抗力大的碳素鋼板、硅鋼鋼板、不銹鋼板時，要根據(jù)材料的強(qiáng)度、厚度、變形抗力，選擇合金含量更高、耐磨性更好的高一檔模具鋼。 以100為最佳；模具鋼一般用量不大，為了便于備料，應(yīng)盡可能地考慮鋼的通用性，盡量利用大量生產(chǎn)的通用型模具鋼，以便于采購、備料和材料管理。 為改善模具鋼的冷加工性能，自20世紀(jì)30年代開始，研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或?qū)е履＞咪撝刑嫉氖脑?，發(fā)展了各種易切削模具鋼，以進(jìn)一步改善其切削性能和磨削性能，減少刀具磨料消耗、降低成本。 表114 幾種工模具鋼及其表面強(qiáng)化工藝的咬合臨界載荷試驗(yàn)材料W6Mo5Cr4V2Cr12MoV滲硫離子滲氮VC滲層TiC滲層硬質(zhì)合金咬合臨界載荷/N16232442737577工藝性能 抗熱疲勞性能的指標(biāo)可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)，也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長度來衡量。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo)，它包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個方面。對于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進(jìn)行氧化造成氧化磨損。在很多情況下，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件接近于模具的實(shí)際工作條件（例如，所測得的模具鋼的抗壓屈服強(qiáng)度與沖頭工作時所表現(xiàn)出來的變形抗力較為吻合）。（2）紅硬性 190 35 18 21 σs/MPa 　伸長率δ10/%60Si2Mn 720900 750強(qiáng)度 DT3 DT2 18 250牌 號 牌號抗剪強(qiáng)度t 未退火270～340340～42026～31220沖壓生產(chǎn)中常用的材料有金屬板料和非金屬板料。 ~整體淬硬型塑料模具鋼9Mn2V ~≤~ ~ T8~≤≤ 常用塑料模具鋼的化學(xué)成分見表113。 ~ 4Cr5MoSiV1~~~~~ 火焰淬火冷作模具鋼7CrSiMnMoV~~~~~ 空淬冷作模具鋼Cr5Mo1V~≤≤~ 9SiCr~~~~ 冷作模具品種多、應(yīng)用范圍廣，其產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的30%~40%。 ~ Cr12Mo1V1~≤~如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱剪切模具等。 ~~ 5CrMO3SiMnVAl~~~~~ 55~~~ 12CrNi2~~~~ ~ ~ ~~一般來說，對于機(jī)器上的主要沖壓件，要求材料具有較高的強(qiáng)度和剛度；電機(jī)電器上的某些沖壓件，要求有較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性；汽車、飛機(jī)上的沖壓件，要求有足夠的強(qiáng)度，并盡可能減輕質(zhì)量；化工容器要求耐腐蝕等。普通 常用于制造拉桿﹑螺栓﹑心軸﹑墊圈﹑吊鉤﹑套圈等要求不高的結(jié)構(gòu)件，還常用于制作摩擦離合器﹑鏈環(huán)片﹑剎車鋼帶等。 08260～360330～450 20280～400360～510 δ10/（%） 16 —— 10 2Cr13320400400500 4Cr13400480500600 40 26鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。模具鋼的化學(xué)成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素都對鋼的韌性帶來很大的影響。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗(yàn)技術(shù)正在被采用。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴(kuò)展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。試驗(yàn)時通常在干摩擦條件下，把被試驗(yàn)的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進(jìn)行恒速對偶摩擦運(yùn)動，以一定的速度逐漸增大載荷，此時，轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大，該載荷稱為“咬合臨界載荷”，臨界載荷愈高，標(biāo)志著咬合抗力愈強(qiáng)。A 可加工性——熱加工性能，指熱塑性、加工溫度范圍等；——冷加工性能，指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。 淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火前的原始組織狀態(tài)；淬硬性則主要取決于鋼中的含碳量。D 氧化、脫碳敏感性坎德樂（）對幾種通用型模具鋼的6項(xiàng)主要性能指標(biāo)進(jìn)行了評分和對比（見表115），可供選材時參考。A 下料沖孔模具用鋼主要用于制造對金屬或非金屬板材進(jìn)行下料、沖孔用的凸模和凹模。推薦的沖壓模具用鋼見表116。用于生產(chǎn)工件批量不大的冷鐓模具，一般選擇碳素工具鋼或低合金冷作模具鋼，對模具型腔表面進(jìn)行局部淬火，使型腔表面硬度達(dá)到HRC60左右，而模具心5硬度為HRC35~45左右。 Cr5Mo1VT8Cr12MoVT8Cr12MoVT8Cr12Mo1V1,高速鋼T10Cr12MoVT10Cr12Mo1V1T10Cr12Mo1V1T10CPM10VCr2Cr12MoVCr27Cr7Mo3V2SiCr2高速鋼Cr2鋼結(jié)硬質(zhì)合金冷作模具用鋼T10W6Mo5Cr4V2T10高速鋼T107Cr7Mo3V2Si7CrSiMnMoV硬質(zhì)合金7Cr7Mo3V2Si7Cr7Mo3V2Si7CrSiMnMoV擠壓較軟的鋁合金工件用的小型模具，其凹?？梢圆捎锰妓毓ぞ咪撝圃?；擠壓高強(qiáng)度鋁合金、碳素鋼和低合金鋼工件的冷擠壓凹模，一般采用中合金模具鋼制造（如Cr5Mo1V等，硬度為HRC56~58）。冷擠壓拉伸模具用鋼見表119。對于小型沖壓成形模具，一般多采用高合金模具鋼Cr12MoV或Cr12Mo1V1鋼制造（硬度為HRC58~62）。環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金環(huán)氧樹脂金屬聚脂鋅合金合金鑄鐵合金鑄鐵7CrSiMnMoV鑲塊鑄鐵Cr5Mo1V鑲塊鋁、銅、黃銅低177。并根據(jù)需要，對部分模具表面進(jìn)行鍍鉻或氮化處理，以防咬合。 為便于脫模，凸?？蛇M(jìn)行鍍鉻或氮化處理。粉末高速鋼和高合金粉末冶金模具鋼也可以用作長壽命壓印模具鑲塊材料。 鍛模模塊用鋼的選擇見表1113，切邊模具用鋼見表1114?；?Cr5MoSiV1鑲塊(HB405~433)不銹鋼和耐熱鋼5CrNiMo,5CrNiMoVSi整體(HB341~375)。 表1114 切邊模具用鋼選擇被切邊工件材料冷切邊模具熱切邊模具一般用精密切邊用凸模刃口凸模刃口凸模刃口碳素鋼及合金鋼5CrNiMo,5CrMnMo,5CrNiMo(HB341~375)Cr12MoV,Cr12Mo1V1(HRC54~56)熱擠壓模具是在高溫、高壓、磨損和熱疲勞等惡劣條件下服役的。 當(dāng)進(jìn)行輕合金擠壓時，凹模墊塊和心軸材料主要采用鉻鉬