冷作模具鋼的使用性能要求及分類

冷作模具鋼主要用于制造在冷狀態(tài)（室溫）下工件壓制成型的模具。如冷沖壓模具、冷拉伸模具、冷擠壓模具等。

1、冷作模具鋼工作條件

冷作模具鋼在工作時。由于冷作模具鋼被加工材料的變形抗力比較大，模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力及摩擦力。因此，冷作模具鋼的正常報廢原因一般是磨損。也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。

2、冷作模具鋼失效分析

（1）磨損（2）崩角（3）塑性變形（4）破裂（5）粘著

3、冷作模具鋼性能要求

（1）良好的耐磨性，工作時保持鋒利的刃口；

冷作模具在工作時，表面與坯料之間產(chǎn)生許多次摩擦，模具在這種情況下必須仍能保持較低的表面粗糙度值和較高的尺寸精度，以防止早期失效。

由于模具材料的硬度和組織是影響模具耐磨性能的重要因素，因此為了提高冷作模具的抗磨性能，通常要求模具硬度高于加工件硬度30%--50%，材料的組織為回火馬氏體或下貝氏體，其上分布均勻、細小的顆粒狀碳化物。要達到此目的，鋼中的碳的質(zhì)量分數(shù)一般都在0.60%以上。

（2）淬火態(tài)有較高的硬度和一定的淬透深度；

（3）熱處理變形小，復雜形狀不易開裂；

（4）一定的強度和韌性；

模具的強度是指模具零件在工作過程中抵抗變形和斷裂的能力。強度指標是冷作模具設計和材料選擇的重要依據(jù)，主要包括拉伸屈服點、壓縮屈服點等。屈服點是衡量模具零件塑性變形抗力的指標，也是常用的強度指標。

為了獲得高的強度，在模具制造過程中，要模具材料的韌性，要根據(jù)模具工作條件來決定，對于強烈沖擊載荷的模具，如冷作模具的凸模、冷鐓模具等，因受沖擊載荷較大，需要高的韌性。對于一般工作條件下的冷作模具，通常受到的是小能量多次沖擊載荷的作用，模具的失效形式是疲勞斷裂，因此模具不必具有過高的沖擊韌度值。

（5）較好的紅硬性&受熱軟化能力

受熱軟化能力反映了冷作模具鋼在承載時溫升對硬度、變形抗力及耐磨性的影響。表征冷作模具鋼受熱軟化抗力的指標主要有軟化溫度（℃）和二次硬化硬度（Hrc）。

（6）較強的抗咬合性

咬合抗力實際就是對發(fā)生“冷焊”的抵抗能力。通常在干摩擦條件下，把被試驗模具鋼試樣，與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼），進行恒速對偶摩擦運動，以一定速度逐漸增大載荷，此時轉(zhuǎn)矩也相應增大。當載荷加大到某一臨界值時，轉(zhuǎn)矩突然急劇增大，這意味著發(fā)生咬合，這一載荷稱為“咬合臨界載荷”。臨界載荷越高，標志著咬合抗力越強。

模具材料的選用及熱處理工藝模具材料的性能對模具壽命有決定性的影響，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和使用情況，合理選用制模材料是模具工程師的重要任務之一。

模具熱處理及表面強化是模具制造中的關鍵工藝，是保證模具質(zhì)量和使用壽命的重要環(huán)節(jié)，實際使用證明，在模具失效中由于熱處理不當引起的占很大比例。

模具用途廣泛，工作條件差別大，制造模具的材料范圍很廣。目前，沖壓模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模的材料以鋼為主，有些模具還可采用低熔點合金和非金屬材料等。

模具材料的性能要求及選用原則

模具用鋼主要性能要求如下：

1，硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，決定模具壽命）

2，可加工性能（模具零件形狀復雜，要求熱處理變形小）

3，強度和韌性（足夠的強度承受高壓，沖擊載荷等要求高韌性）

4，淬透性、拋光性、耐腐蝕性（塑料及添加劑的腐蝕作用）。