【正文】 展，塑料已成為重要的工業(yè)原材料；因此，塑料制品成形用的模具需要量迅速增長(zhǎng)，不少工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具的產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)冷作模具的產(chǎn)值，在模具制造業(yè)中居首位。 ~Al~3Cr3Mo3W2V~~≤~~~~ 5Cr4W2Mo2SiV~~≤~~~~ ~ ~~ 4Cr5MoWSiV~~~~~~≤ 4Cr5W2VSi~~≤~ 4Cr5MoSiV1~~~~~ ~Ni~鋼號(hào)CSiMnCrMoWV其他　鉻鉬系熱作模具鋼4Cr5MoSiV~~~~~ 5NiCrMoV~~~~~ 常用熱作模具鋼化學(xué)成分見(jiàn)表112。%~%，添加提高高溫性能的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素，又分為鍛造模塊用鋼、鉻鉬系熱作模具鋼、鉻鎢系熱作模具鋼、奧氏體型高溫?zé)嶙髂＞咪摰取?熱作模具鋼主要用于制造對(duì)高溫狀態(tài)的金屬進(jìn)行熱成形的模具。 火焰淬火冷作模具鋼7CrSiMnMoV~~~~~ 高韌性高耐磨性冷作模具鋼7Cr7Mo2V2Si~~≤~ ~≤Co≤鋼號(hào)CSiMnCrWMoV其他基體鋼和低碳高速鋼6W6Mo5Cr4V~≤≤~~~~ ~~ Cr4W2MoV~~≤~~~~ Cr6WV~≤≤~~ 空淬冷作模具鋼Cr5Mo1V~≤≤~ Cr~≤≤~ 9SiCr~~~~ CrWMn~≤~~~ 表111 常用冷作模具鋼化學(xué)成分w/%鋼號(hào)CSiMnCrWMoV其他油淬冷作模具鋼9Mn2V~≤~采用的鋼號(hào)很多，一般采用高碳過(guò)共析鋼和萊氏鋼體，如碳素工具鋼、低合金油淬冷作模具鋼、空淬冷作模具鋼、高碳高鉻型冷作模具鋼、高速鋼、低碳高速鋼和基本鋼及用粉末冶金工藝生產(chǎn)的高合金模具材料等。冷作模具鋼主要用于制造在冷狀態(tài)（室溫）條件下進(jìn)行壓制成形的模具，如冷沖壓模具、冷拉伸模具、冷鐓模具、冷擠壓模具、壓印模具、輥壓模具等。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%。常用鋼號(hào)及化學(xué)成分見(jiàn)表111。 ~ 9CrWMn~≤~~~ ~~ ~ 8Cr2MnWMoVS~≤~~~~~S高碳冷作模具鋼Cr12~≤≤~ Cr12MoV~≤≤~ Cr12Mo1V1~≤~ 6Cr4W3Mo2VNb~≤≤~~~~Nb~7W7Cr4MoV~≤≤~~~~ ~~ ~如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱剪切模具等。特殊要求的熱作模具有時(shí)采用高溫合金和難熔合金制造。表112 常用熱作模具鋼化學(xué)成分w/%鋼號(hào)CSiMnCrMoWV其他　鍛壓模塊用鋼5CrNiMo~≤~~~ Ni~5CrMnMo~~~~~ ~Ni~5Cr2NiMoV~~~~~ ~ ~ ~~ 　鉻鎢系熱作模具鋼3Cr2W8V~≤≤~ 4Cr3Mo3SiV~~~~~ 5Cr4W5Mo2V~≤≤~~~~ 5CrMO3SiMnVAl~~~~~ 奧氏體型高溫?zé)嶙髂＞咪?Mn15Cr8Ni5Mo3V2~≤~~~由于不同類(lèi)型的塑料制品對(duì)模具鋼的性能要求有差異，因此在不少?lài)?guó)家已經(jīng)形成包括范圍很廣的專(zhuān)用塑料模具用鋼系列，包括碳素結(jié)構(gòu)鋼，滲碳型塑料模具鋼，預(yù)硬型塑料模具鋼，時(shí)效硬化型、耐蝕型、易切削型、馬氏體時(shí)效型塑料模具鋼以及適應(yīng)低表面粗糙塑料制品模具用的鏡面拋光型塑料模具用鋼。表113 常用塑料成型模具用鋼化學(xué)成分w/%鋼號(hào)CSiMnCrWMoV其他非合金塑料成型模具鋼45~~~ 55~~~ T10~≤≤ 滲碳型塑料模具鋼20Cr~~~~ 12CrNi2~~~~ ~20Cr2Ni4~~~~ ~預(yù)硬型塑料模具鋼3Cr2Mo~~~~ ~ ~~~8Cr2MnWmoVS~≤~~ ~~~06Ni6CrMoVTiAl≤≤≤~~~~Ti ~18Ni(250)≤≤≤ Mo~Ni~Co~Ti~Al~鋼號(hào)CSiMnCrWMoV其他耐蝕性塑料模具鋼4Cr13 ~≤≤~ 9Cr18 ~~≤~ Cr14Mo ~~≤~ ~~1Cr17Ni2 ~≤≤~ ~ 9CrWMn ~~~~ ~~ ~~一般來(lái)說(shuō)，對(duì)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(chē)、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。即：應(yīng)具有良好的塑性和表面質(zhì)量，以及板料厚度公差應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等。由于沖壓工藝使材料利用率高，工藝流程簡(jiǎn)便，便于組織流水作業(yè)，能沖制出形狀復(fù)雜﹑互換性好的零件。金屬板料又分黑色金屬板料和有色金屬板料兩種。 /MPa　抗拉強(qiáng)度 σb /MPa σs特性普通 碳素鋼 Q215 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(chē)鋼帶等。 Q275400～500500～62015～19280σb/MPa伸長(zhǎng)率 δ10（%）屈服強(qiáng)度 08260～360330～450 32 200 32 20280～400360～510抗剪 t/MPa 強(qiáng)度 δ10/（%）強(qiáng)度 ——30CrMnSiA 440～600550～750 16 牌 號(hào)抗剪 強(qiáng)度t//MPa　抗拉 強(qiáng)度σb/MPa 　伸長(zhǎng)率δ10（%）　屈服 強(qiáng)度σs/MPa 　 DT1 180 180180牌 號(hào)　抗剪 t//MPa　　抗拉強(qiáng)度σb/MPa　伸長(zhǎng)率 δ10/%　屈服強(qiáng)度σs/MPa　 600 750 10 —— T8A6009507501200 —— —— t//MPa 　　抗拉 強(qiáng)度σb/MPa 　　屈服 強(qiáng)度 ——— 10 牌 號(hào)　抗剪強(qiáng)度t//MPa　　抗拉強(qiáng)度σb/MPa　伸長(zhǎng)率δ10/%屈服強(qiáng)度σs/MPa　 1Cr13320380400470 2Cr13320400400500 3Cr13400480500600 4Cr134004805006001Cr18Ni9460520580640 40 200牌 號(hào)　抗剪 強(qiáng)度t//MPa　　抗拉強(qiáng)度σb/MPa　　屈服強(qiáng)度σs/MPa　伸長(zhǎng)率δ10/%10Mn2320460400580 22牌 號(hào)　抗剪強(qiáng)度t//MPa　　抗拉強(qiáng)度σb/MPa　伸長(zhǎng)率δ10/%　屈服強(qiáng)度σs/MPa　D11 D12 230 26 硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標(biāo)，模具在高應(yīng)力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。對(duì)于同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別，如圖121所示不能充分反應(yīng)模具鋼的變形抗力。 在高溫狀態(tài)下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩(wěn)定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱(chēng)為紅硬性。鋼的紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。 模具在使用過(guò)程中經(jīng)常受到強(qiáng)度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。抗彎試驗(yàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變量的絕對(duì)值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態(tài)下變形抗力的差別。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(duì)鋼的韌性帶來(lái)很大的影響。鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性往往是相互矛盾的。 沖擊韌性系表特征材料在一次沖擊過(guò)程中試樣在整個(gè)斷裂過(guò)程中吸收的總能量。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。模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具能夠在強(qiáng)烈摩擦下仍保持其尺寸精度。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。所以模具的工作條件對(duì)鋼的磨損有較大的影響。圖122為用不同鋼種制作的標(biāo)準(zhǔn)沖孔模對(duì)冷軋硅鋼片進(jìn)行沖孔的試驗(yàn)結(jié)果，以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試驗(yàn)是以Cr12MoV鋼為基準(zhǔn)（?=1）進(jìn)行對(duì)比。 D 抗熱疲勞能力熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評(píng)價(jià)熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂