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高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。 普通高速钢 高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。 普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢。 钨系高速钢 典型牌号为w18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。 • 钨钼系高速钢 典型牌号为W6Mo5Cr4V2，目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50％。常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，可以满足加工一般工程材料的要求。只是它的脱碳敏感性稍强。 另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V，16.5％；W6Mo5Cr4V2, 69％;W9Mo3Cr4V,11％。 高性能高速钢 高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。它具有更高的硬度、热硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1.5-3倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。 主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。 • 高碳系高速钢 牌号为9w18Cr4V，因含碳量高(0.9％)，故硬度、耐磨性及热硬性都比较好。用其制造的刀具在切削不锈钢、耐热合金等难加工材料时，寿命显著提高，但其抗弯强度为3000MPa，冲击韧性较低，热处理工艺要求严格。 • 高钒系高速钢 牌号有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美国牌号M3)，含钒量达3-4％，使耐磨性大大提高，但随之带来的是可磨性变差。高钒系高速钢的使用及发展还需要依赖于磨削工艺及砂轮技术的发展。 • 钴高速钢 牌号有W2Mo9Cr4VCo8(美国牌号M42)。其特点为：含钒量不高(1％)，含钴量高(8％)，钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好。热处理硬度可达67-70HRC，但也有采取特殊热处理方法，得到67-68HRC硬度，使其切削性能(特别是间断切削)得到改善，提高冲击韧性。钴高速钢可制成各种刀具，用于切削难加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制成复杂刀具，国际上用得很普遍。但中国钴资源缺乏，钴高速钢价格昂贵，约为普通高速钢的5-8倍。 • 铝高速钢 牌号为W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入铝(Al)和硅(Si)、铌(Nb)元素，来提高热硬性、耐磨性。适合中国资源情况，价格较低。热处理硬度可达到68HRC，热硬性也不错。但是这种钢易氧化及脱碳，可塑性、可磨性稍差，仍需改进。国际市场上高性能高速钢使用量已经超过普通高速钢25-30％。 粉末冶金高速钢 粉末冶金高速钢及其制品。 近几年来高速钢的{zd0}变革就是发展了粉末冶金高速钢，它的能优于熔炼高速钢。用高压氩气或氮气雾化熔融高速钢水，得到细小高速钢粉末，筛选后为0.4mm以下的颗粒；在真空(0.04Hg)状态下，密闭烧结达到密度65％；再在1100℃高温、300MPa高压下制成密度100％的钢坯，然后锻轧成钢材，这样有效地解决了熔炼高速钢在铸锭时要产生粗大碳化物偏析的问题，而它无论截面多大，其碳化物级别均为一级。碳化物晶粒极细，小于0.002mm，而熔炼高速钢碳化物晶粒为0.008-0.02mm。 牌号为APM T15的粉末冶金高速钢，它的强度、韧性分别是同化学成分的熔炼高速钢的2倍及2.5倍。尽管含钒量达5％，但由于碳化物晶粒细，可磨性依然很好。高温热硬度也比熔炼高速钢提高0.5-1HRC。 又由于其物理机械性能高度各向同性，淬火变形小。碳化物颗粒均匀分布的表面较大，不易从刀具的切削刃上剥落，小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍，大尺寸刀具提高20-30％。 粉末冶金高速钢具有良好的力学性能，适合制造：间断切削条件下易崩刃的刀具、强度高而切削刃又必须锋利的刀具，如插齿刀、滚刀、铣刀，高压动载荷下使用的刀具。 它的碳化物偏析小，晶粒细，可磨性好，适合制造：大尺寸刀具、精密刀具、复杂刀具。这类材料的高温热硬度高，又适合制造难加工材料所用的刀具，确实是面面俱到。 粉末冶金高速钢生产过程较复杂，造价较高。中国钢厂提供的品种较少，市场用量也很少。国际上xx钢厂如美国Crucible公司已可提供近二十种粉末冶金高速钢，日本神户制钢所、日立金属公司均可提供近十种粉末冶金高速钢，供应量也在迅速增长。日本xx的OSG公司用粉末冶金高速钢制造了钻头、铣刀、丝锥，NACHI公司制造了滚刀、插齿刀、剃齿刀。有理由相信技术性能高的粉末冶金高速钢将会得到更广泛的应用，为金属加工业带来新的发展。 高速钢的市场定位及发展趋势 高速钢材料按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。 自二十世纪初发现高速钢以来，对现代工业发展起到了重要作用。可以说没有高速钢，就没有现代的金属加工业。尽管六十年代起，硬质合金等材料崛起，但是对于制造形状复杂、磨削困难的刀具，如拉刀、剃齿刀、插齿刀等，高速钢始终处于主导地位。特别是要求刀具具备高韧性时，就非高速钢莫属了。 高速钢的主要应用领域是机械和工具制造业，必然要适应这个行业的发展，近几年来机械加工采用了高速度的数控机床，例如加工中心、车削中心等，金属切削速度越来越快，要求刀具必须具有高速使用性能，即热硬性、耐磨性、冲击韧性要好，因此，厂家纷纷研发符合上述要求的高速钢材料。 在机加工费用中，材料约占15-20％，刀具约占25-35％。用户对刀具的选用也越来越趋向合理，即选用性能与价格比好的刀具。 高速钢刀具占主导地位的领域，如精密零件、复杂零件、成形加工零件的市场也越来越大，对可磨性的要求也越来越高。 高速钢-走过一个世纪的钢种，应瞄准特定市场空间，提高自身技术含量，去抗衡其它材料的挑战。 中国常用高速钢材料性能表(本站整理) 中国牌号 习惯名称 相似ISO牌号 淬、回火硬度HRC 抗弯强度MPa 冲击韧性 MJ/m² 600℃下的硬度HRC W18Cr4V T1 HS18-0-1 62-65 3430 0.29 50.5 W6Mo5Cr4V2 M2 HS6-5-2 63-66 3500-4000 0.30-0.40 47-48 W6Mo5Cr4V3 M3 HS6-5-3 65-67 3200 0.25 51.7 W9Mo3Cr4V 64-66 4000-4500 0.35-0.40 W6Mo5Cr4V2Co5 HS6-5-2-5 65-66 3000 0.30 54 W10Mo4Cr4V3Co10 HS10-4-3-10 67-69 2350 55.5 W2Mo9Cr4V2Co8 HS2-9-2-8 66-68 2700-3800 0.23-0.35 55 W7Mo4Cr4V2Co5 M41 HS7-4-2-5 66-68 2500-3000 0.23-0.35 54 W12Cr4VCo5 HS12-0-1-5 66-68 3000 0.25 54 W6Mo5Cr4V2Al 501钢 66-69 3000-4100 0.25-0.30 55-56 110W1.5Mo9.5Cr4VCo8 M42 67-69 2650-3730 0.23-0.29 55.2 W10Mo4Cr4VAl 5F6钢 68-69 3010 0.20 54.2   随着少无切削和精密成形技术在我国的快速发展，对模具材料的性能要求越来越高，一些五十年代以来长期沿用的老钢种已不能xx满足要求。为此，国内一些大学、研究所、钢厂和模具使用单位相继开发了许多具有优良性能的模具钢，使国内模具的使用寿命得到了很大提高，并使我国模具钢的钢种系列逐渐得到了补充和完善。 1． 冷作模具钢的开发情况 对冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足够的强度和韧性，高的疲劳寿命，良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。九十年代以前，国内常用的冷作模具钢有：碳素工具钢T1OA，合金工具钢9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si；高速工具钢 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2；轴承钢GCr15；弹簧钢60Si2Mn，渗碳钢20Cr、12CrNi3A；不锈钢3Crl3等。其中用量{zd0}的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。为满足生产要求，国内先后研究开发了一系列新型冷作模具钢。 1．1高强韧耐磨钢 Cr12系列冷作模具钢是较广泛采用的钢种系列，具有良好的淬透性和耐磨性，但共晶碳化物偏析较严重，韧性较差，淬火后异常变形较大。为弥补此类钢的性能缺陷，国内先后开发了一些高强韧耐磨钢，如7 Cr7Mo2V2Si(代号 L D)、Cr8WmoV3Si(代号 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代号 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。与 Cr12、Cr12MoV相比，此类钢的碳和铬的含量较低，改善了碳化物不均性，提高了韧性；适当增加了 W、Mo、V等合金元素的含量，从而增强了二次硬化能力，提高了耐磨性。所以，此类钢在具有良好的强韧性的同时，还有优良的耐磨性和较好的综合性能，主要用于制造承受应力较大、要求高强韧性和耐磨损的各类冷作模具。 7Cr7Mo2V2Si，代号LD，最初是针对冷镦模具而研制的。其碳含量低于 G．Steven推荐的'平衡碳'规律，使钢在具有高硬度的同时，又具有较好的韧性；加入Cr、Mo、V元素，有利于二次硬化，保证钢具有较高的硬度、强度和良好的耐磨性；加入一定量的 Si，以强化基体，提高回火稳定性。LD钢常用的热处理工艺是1100～1150℃ 淬火，530～570℃ 回火，回火后硬度 HRC57～63。1100℃淬火后的组织为细针马氏体十残留奥氏体十剩余碳化物，晶粒度10.5级。 l100℃ 淬火、570℃回火后的组织为回火马氏体十残余碳化物。 LD钢已被广泛应用于制造冷锻、冷冲、冷压、冷弯等承受冲击、弯曲应力较大，又要求耐磨损的各类冷作模具。 Cr8MoWV3Si，代号 ER5，在具有较高强韧性的同时，又具有突出好的耐磨性。该钢在回火过程中弥散析出的特殊碳化物，是 ER5比 Crl2系钢具有更高强韧性和耐磨性的重要原因。ER5钢适用于制造承受冲击力较大，冲击速度较高的精密冷冲，重载冷冲以及要求高耐磨的其他冷作模具。 9Cr6W3Mo2V2，代号GM，也是以提高耐磨性为主要目的而研制的高耐磨冷作模具钢。该钢通过 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比，并根据'平衡碳'规律配碳，使钢具有{zj0}的二次硬化能力及抗磨损能力，同时又保持了较高的强韧性和良好的冷热加工性能，适用于制造冲裁、冷挤、冷锻、冷剪、高强度螺栓滚丝轮等精密、高耐磨冷作模具。 1．2高速钢基体钢 高速钢基体钢具有相当于正常淬火高速工具钢的基本成份．并允许钢中保留5％左右的过剩碳化物，另外再适当增加或减少某些元素的含量。此类钢有效地解决了高速钢碳化物不均匀分布和韧性较差的问题，钢的抗弯强度、韧性、塑性和疲劳抗力高于高速钢，但耐磨性低于高速钢，用于制造要求高强度和足够韧性的冷挤压、冷冲、冷镦等模具。由于高速钢基体钢的红硬性好，所以也用于制造热作模具。国内研制的高速钢基体钢有：65Cr4W3Mo2VNb（简称65Nb）、60Cr4Mo3Ni2WV（代号CG-2）、5Cr4Mo3SiMnVA1（代号O12A1）、65W8Cr4VTi（代号LMI）、65Cr5Mo3W2VSiTi（代号LMZ）等。 65Cr4W3Mo2VNb，其基体成份相当于淬火后的W6Mo5Cr4V2钢，但碳含量较一般基体钢高，以增加碳化物量和提高耐磨性。加入0.2～0.35％ Nb，以提高钢的强韧性和改善工艺性。65Nb用于制造冷挤压、厚板冷冲、冷镦等承受较大载荷的冷作模具，也可用于温热挤压模具。 1．3低合金冷作模具钢 国内开发的低合金冷作模具钢中，有7CrSiMnMoV（代号CH）、 6CrMnNiMoVSi（代号GD）、 6CrMnNiMoVWSi（DS）、CrNiWMoV等。这些钢的淬透性好，淬火温度较低，热处理变形小，价格低，具有较好的强度和韧性的配合，适用于制造精度复杂模具。 7CrSiMnMoV，代号CH，在820～1000℃淬火，可获得HRC60以上的硬度，是一种空淬微变形钢，可以火焰加热空冷淬硬。该钢的耐磨性尽管比Cr12MoV差，但比9Mn2V和T10A好；抗弯强度、抗压强度和冲击韧性都优于Cr12MoV和9Mn2V；热处理后的变形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等钢相当。 CH钢具有良好的强韧性和良好的工艺性，可用于代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等制造对强韧性要求较高的冷作模具，如冲孔凸模、中薄钢板（2～5mm厚）的修边落料模等。由于该钢可以采用火焰加热空冷淬硬，所以也用于制造要求表面火焰淬火的部分汽车模具。 6CrMnNiMoVSi，代号GD，较CH钢增加了0.85％左右的Ni，进一步强韧化了基体。该钢的淬火温度范围较宽，淬透性好，也可火焰加热空冷淬火，具有良好的强韧性。当用于制造易崩及断裂的冷冲模具时，模具寿命较高。 ． 4无磁高强度模具钢 电子工业中的部分磁性元件需用无磁性的模具生产，7Mnl5Cr2A13V2WMo钢的导磁系数很低，强度、耐磨性也良好，但切削加工比较困难。国内开发的无磁模具钢有18Mn12Crl8NiN（代号A18）、8Mnl5Cr18（代号WCG）、50Mnl8Cr4WN（简称 50Mn）等。其中50Mn具有低磁导率（μ＜1.1H／m），较高强度和良好的加工性能，经1020～1070℃（水冷）固溶处理后，硬度HRC30左右。再经过590℃士10℃时效，硬度上升至HRC35左右。 2．热作模具钢的开发情况热作模具大体分为热锻模、热挤压模、压铸模和冲裁模。5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V是热作模具钢中应用量仍然较大的钢种。5CrNiMo主要用于厚度300～400mm的大中型锻模，5CrMnMo适用于厚度在250mm以下的小型锻模。但当用于更大截面或更高温度时，这两种钢存在淬透性、热稳定性、热疲劳性及耐磨性不够的问题。3Cr2W8V的高温强度较高，但钢的热疲劳性较差，韧性也不高，用于压铸模具和铝、铜合金热挤压模具时，模具的使用寿命都较低。国内在热作模具方面先后开发了几十种钢。 2． l大截面热锻模具钢为弥补5CrMnMo和5CrNiMo在较大截面和较高温度时热稳定性、热疲劳性及淬透性不够的缺陷，内开发了45Cr2NiMoVSi（简称45Cr2）、5Cr2NiMoVSi（简称5Cr2）、3Cr2MoWVNi、3Cr2MoVNi（代号B2） 等大截面热锻模具钢。与5CrNiMo相比，45Cr2和5Cr2中既含有较高的Cr和Mo，又加入了少量的V，使 CCT曲线上的高温转变区上移，低温转变区显著右移，提高了钢的淬透性。截面尺寸在500*500mm以下的模具经970-990℃淬火，650～680℃回火后，硬度可达HRC36-44。45Cr2和5Cr2还具有二次硬化能力，它们的高温强度较5CrNiMo钢高50％，热稳定性高出100～150℃，冲击韧性则相当。另外，钢的热磨损性、热疲劳性及抗热裂纹扩展的能力也强于5CrNiMo。这二种钢用于12000t以下机械压力机模具及16t以下模锻模具，模具的使用寿命是5CrNiMo钢制造的同种模具寿命的数倍。 2．2中小热锻模具钢 中小热锻模具的表面温度可达600℃以上，5CrMnMo和5CrNiMo的高温性能显然不能满足要求。3Cr2WSV钢的高温强度较高，但韧性及热疲劳性能较差。为此，国内较早开发了2Cr3Mo3VNb、4Cr3Mo2MnVB（代号ER8）等3％Cr-3％Mo和3％Cr-2％Mo型的中碳铬系高强度热作模具钢，其中3Cr3Mo3VNb是根据形成合金碳化物所需的碳量对2Cr3Mo3VNb做进一步成份调整而来的。这二种钢中加人了3％左右的Mo，既能提高钢的淬透性和防止出现回火脆性，又能提高钢的热稳定性。加人V和Nb则可起到细化晶粒，降低钢的过热敏感性作用。因此，钢的淬透性高，淬火加热温度范围宽，过热敏感性低，具有高温强度高、热稳定性好、塑性韧性好、冷热疲劳性能好、热磨损性能好等优点，用于制造不锈钢（2Crl3）等热锻模，轴承凹模和辊锻模，都取得了良好的使用效果。 4Cr3Mo3W4VNb，代号GR，除Cr、Mo、V和Nb外，又加入了4％W，所以钢的高温强度和热稳定性得到了进一步提高，是中碳铬系热作模具钢中高温强度较高，热稳定性较好的钢种。该钢还具有良好的冷热疲劳性能，该钢适用于制造工作温度600-700C℃的浅型腔中小锻模，也可用于铜合金热挤压模具。 除以上 30Cr-30Mo型热作模具钢外，国内先后开发的5％Cr系中碳中合金热作模具钢已较大量用于热锻模具，如4Cr5MoVSi、 4Cr5MoV1Si等，其中4Cr5MoV1Si具有优异的韧性和良好的冷热疲劳性能，适用于制造工作温度在600℃以下，对韧性和塑性要求较高的模具。如用4Cr5MoV1Si代替5CrNiMo、 5CrMnMo制造汽车连杆、曲轴锻模，模具的使用寿命得到了明显提高；用于制造铝合金压铸模具和铝型材挤压模具，模具的使用寿命较高。另外，该钢还可作塑料模具钢使用。目前，4Cr5MoV1Si钢的优良性能已在国内得到了广泛认可，应用量已较大。许多大学、研究院所和钢厂不惜花重金对该钢做研究和生产质量改进工作，并就此打出了自己的优质品牌。 2．3压铸模具钢 在有色金属压铸中，3Cr2W8V曾是应用广泛的模具钢，5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2Mo等中碳低合金钢也作为铝锌合金压铸模具钢使用。3Cr2W8V的冷热疲劳性能较差，模具的使用寿命不高。国内为此先后开发了几个新型模具钢，如4Cr3Mo2MnVNbB（代号Y4）和4Cr5Mo2MnVSi（代号Y10）等。 4Cr3Mo2MnVNbB（代号Y4），最初就是针对铜合金压铸模具而研制的。该钢通过合理的成份配比，使其在达到高的热强性及热稳定性的同时，又保持了良好的韧性和塑性，抗冷热疲劳性能明显优于3Cr2W8V，模具的使用寿命较3Cr2W8V制造的模具的使用寿命有明显提高。该钢也可用于制造热挤压和中小热锻模具。 4Cr5Mo2MnVSi（代号Y10），是针对铝合金压铸模具而研制的，与3Cr2W8V钢相比，该钢具有抗冷热疲劳性能好、热处理变形小、抗铝溶损性能好等优点，模具的使用寿命普遍比3Cr2W8V钢制造的模具的使用寿命提高一倍以上。该钢还可用于制造工作温度在600℃以下的中小热锻等模具。 2．4铜、铝型材热挤压模具钢 铜合金热挤压模的穿孔针、底模等长时与高温铜坯接触，模具的使用工况较苛刻。用3Cr2W8V或4Cr5MoV1Si钢制作此类模具，模具的使用寿命一直较低。国内曾试图采用奥氏体热作模具钢来解决此类模具寿命低的问题，但因钢的冷热疲劳性能较差而仍未得到圆满解决。在此背景下，国内有关大学、研究院所和钢厂先后推出了可以提高此类模具使用寿命的钢种，如4Cr3Mo2NiVNbB（代号 HD）、4Cr3Mo2MnVNbB（代号Y4）等。HD钢较一般中碳3％Cr～2％Mo或3％Cr～3％Mo型热作模具钢又增加了1％左右的 Ni，进一步提高了钢的韧性和塑性。在相同硬度（HRC43）下，其断裂韧性比3Cr2W8V钢高30％。用HD钢制造的铜合金管材挤压底模和穿孔针的使用寿命较3Cr2W8V钢提高一倍左右，并在轴承环热挤冲头和凹模、汽门挤压底模上也有成功应用的例子。用Y4钢制造铜合金挤压模底模和穿孔针顶头，模具的使用寿命也比3Cr2W8V钢制造的模具稳定地提高一倍以上。 铝型材热挤压模平模和组合模对韧性的要求较高，4Cr5MoV1Si是{sx}的模具材料，已被大量推广应用。 2．5高温玻璃模具钢玻璃制品模具要求模具材料具有优良的抗高温氧化性能和冷热疲劳性能，良好的耐芒硝腐蚀性能，足够高的强度，良好的抛光性能，并要易于脱模。此类模具常用铸铁、合金铸铁或3Crl3不锈钢制造，钢的性能远满足不了实际需要。为此，国内开发了代号为GY的高温玻璃模具钢。该钢是Si-Cr-Mo系预硬钢，具有良好的冷热疲劳性能，优异的抗氧化性能，优良的抗热触性能和较高的玻璃粘附温度。该钢在预硬后（HRC35左右）加工，加工性能良好，尤其适用于制造玻璃熔化或成型温度较高、表面质量要求高的玻璃制品模具。 3．塑料模具钢的开发情况 塑料模具钢是国内发展得较滞后，到目前为止仍未成完整系列的钢种。在九十年代之前，国内常用的塑料模具钢仍然是0.4～0.6％碳的碳素结构钢，如45#和40Cr，另外再以T10A、Gcrl5、CrWMn、5CrNiMO、 5CrMnMo、Cr12、Crl2MoV等作补充。国内先后开发了十余种新型塑料模具钢。 3．l预硬化型塑料模具钢 为避免大、中型精密塑料模具热处理后变形，保证模具的精度和使用性能，相继研制开发了预硬化型塑料模具钢。此类钢一般是中碳低合金钢，在调质（HRC3O-40）后切削加工成型，然后直接投入使用，主要用于制造复杂、精密和长寿命的大、中型塑料模具。 3Cr2Mo是国内较早开发的塑料模具钢，与AISIP20相当，目前已在许多钢厂生产。在使用时，一般先进行预硬处理，即先850～880℃淬火， 580～640℃回火，预硬至HRC28～35的硬度，然后再进行切削加工。该钢适用于制造大、中型精密塑料模具，如电视机、洗衣机壳体等塑料模具，并已获得较大量应用。另外，也可用于制造锌合金压铸模具。除3Cr2Mo外，国内先后开发的5CrNiMnMoVSCa（简称5 NiSCa）、8Cr2MnWMoVS（简称8Cr2）、40CrMnVBSCa（简称P20BSCa）、Y55CrNiMnMoV（代号SM1）等是易切削型预硬塑料模具钢，在这些钢中加人了S、Ca、 Pb、Se等元素以改善预硬钢的加工性能。如 5NiSCa钢预硬硬度为HRC39时，磨削力比HRC25的40Cr的磨削力还小。此类钢不仅适用于制造大、中型精密注塑模具，还可用于制造精密冷作模具。 3．2时效硬化型塑料模具钢 根据制造高精度、复杂塑料模具的需要，国内先后开发的几种时效硬化型塑料模具钢，如10Ni3MnCuAl（代号PMS）、25CrNi3MoAl、Y20CrNi3AlMnMo（代号SM2）、 06Ni6CrMoVTiAl（简称06）等。此类钢一般含较低的碳，含Ni、Al、Ti、Cu、MO等合金元素，在固溶后硬度较低（一般HRC ≤ 32），可以被较容易地切削加工，加工后再时效处理，以获得所需要的使用性能。由于时效温度低，时效后模具变形很小，所以适用于制造高精度、复杂的热塑性模具。 10Ni3MnCuAl，代号PMS，经850士 20℃固溶后，硬度为 HRC30～33。经 500℃左右时效后，弥散析出硬化相Al3Ni，基体硬度随之上升至HRC38～43。该钢具有优良镜面加工性能，模具表面粗糙度可达Ra0.05μm，适用于制造要求高镜面、高精度的各种热塑性塑料制品模具，如光学仪器：镜片模具，磁带内外壳和电话机、石英钟、车辆灯具等塑料壳体模具。 Y20CrNi3AlMnMo，代号M2，含0.1％左右的S，切削加工性能得到了改善，是一种易切削型号时效硬化塑料模具钢。 3．3耐蚀塑料模具钢 当较大批量地生产聚氯乙稀、氟化塑料、阻燃塑料等塑料制品时，模具需耐氟、氯等卤族元素气体的腐蚀，为此需在模具表面镀铬或直接采用耐腐蚀钢。 国内开发的耐腐蚀塑料模具钢OCrl6Ni4Cu3Nb（代号PCR）属于马氏体沉淀硬化不锈钢，在1050℃固溶（空冷）后得到单一的板条马氏体组织，硬度为HRC32～35，经480℃左右时效后，析出弥散强化相CuNi，硬度上升到HRC39～44。该钢在含有氟、氯等离子的腐蚀性介质中的耐蚀性明显优于17一4PH（OCrl7Ni4Cu4），适用于制造含氯、氟或混入阻燃剂的热塑性塑料的注射模具。 3．4非调质塑料模具钢 非调质钢在锻、轧后即可达到预硬，不需再进行调质处理。为改善切削加工性能，有些钢中还添加了适量的 P、S和 Ca。国内对非调质塑料模具钢的开发较晚，25CrMnVTiSCaRE（代号FT）、2Cr2MnMoVS和2Mn2CrVCaS即是近几年开发的新钢种。锻、轧空冷后，FT钢Φ100mm圆钢的硬度可以达到HRC30～35。 4．国内模具钢开发与应用中存在或需要解决的主要问题 目前，我国模具新钢种的推广应用工作还存一些需要解决的问题： （l）缺乏有关指导性强、实用的技术资料，给用户合理选择和使用新钢种带来了困难。 （2）除4Cr5MoV1Si、3Cr2Mo等个别钢种已获较大量应用外，一些性能优良的钢种的生产和应用量仍太少。 （3）钢的质量不够稳定。直接影响了钢的性能的发挥和新钢种的推广应用。不断提高钢的纯净度、致密度、均匀性和质量稳定性，仍是今后长期努力的方向。 （4）规格单一，绝大部分是黑皮圆钢，用户不得不另行改锻。品种规格多样化、产品精品化是今后需要尽快解决的问题之一。 （5）尚待开发具有特殊性能的钢种，进一步完善钢种系列，如开发粉末冶金模具钢，补充完善塑料模具钢系列，建立陶瓷、耐火砖、地砖等成形模具用钢等。 （6）产销渠道不畅通，用户甚至不知道从何处购买所需的新钢种。 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23％超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20％。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 　　2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以xx钢含有0.15－0.30％的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60％,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2％的硅，强度可提高15－20％。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4％的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 　　3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50％。在碳素钢中加入0.70％以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40％。含锰11－14％的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。 　　4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045％，优质钢要求更低些。 　　5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055％，优质钢要求小于0.040％。在钢中加入0.08-0.20％的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。 　　6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。 　　7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。 　　8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。 9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。 　　10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5％的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 　　11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。 　　12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。 　　13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。 　　14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5％塑性显著降低。当铜含量小于0.50％对焊接性无影响。 　　15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。 　　16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。 　　17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。 　　18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。 一、冷作模具钢 冷作模具钢包括制造冲截用的模具（落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀）、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等 1.冷作模具钢的工作条件及性能要求 冷作模具钢在工作时．由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。 冷作模具钢与刃具钢相比．有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺复杂．而且摩擦面积大．磨损可能性大．所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大．又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。 2.钢种选择 通常接冷作模具的使用条件，可以将钢种选择分为以下四种情况： （1）尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。例如．小冲头，剪落钢板的剪刀等可选用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。这类钢的优点是；可加工性好、价格便宜、来源容易。但其缺点是：淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。因此，只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。 （2）尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具钢。这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。其中9Mn2V钢是我国近年来发展的一种不含Cr的冷作模具用钢．可代替或部分代替含Cr的钢。 9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小、脱碳倾向性比9SiCr钢小，而淬透性比碳素工具钢大．其价格只比后者高约30％因此是一个值得推广使用的钢种。 但9Mn2V钢也存在一些缺点如冲击韧性不高，在生产使用中发现有碎裂现象．另外回火稳定性较差，回火温度一般不超过180℃在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。 9Mn2V钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具，可采用奥氏体等温淬火。 （3）尺寸大、形状复杂重负荷的冷作模具。须采用中合金或高合金钢．如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等，另外也有选用高速钢的。 近年来用高速钢做冷作模具的倾向巴日趋增大、但应指出，此时已不再是利用高速钢所特有的红硬性长处．而用它的高淬透性和高耐磨性。为此．在热处理工艺上也应有所区别。 选用高速钢做冷模具时．应采用低温淬火．以提高韧性。例如 W18Cr4V钢做刃具时常用的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时，则应采用1190℃的低温淬火。又如 W6Mo5Cr4V2钢．采用低温淬火后可使寿命大大提高、特别是显著减少了折损率。 〔4)受冲击负荷且刀间单薄的冷作模具。如上所述．前三类冷作模具用钢的使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等．其对口单薄．使用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为了解决这一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亚共折钢．以避免由于一次及二次碳化物而引起钢的韧性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高钢的回火稳定性和回火温度（240一270℃回火）这样有利于充分xx淬火应力使叽提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成难熔碳化物的元素以细化晶粒、提高韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。 3.充分发挥冷作模具钢性能潜力的途径 在用Cr12型钢或高速钢做冷作模具时，一个很突出的问题是钢的脆性大．使用中易开裂。为此，必须用充分锻打的方法细化碳化物．除此之外应发展新钢种。发展新钢种的着眼点，应是降低钢的含碳量及碳化物形成元素的数量。近年来国内研制并推广以下几种新钢种、如表4.11所示。 Cr4W2MoV 钢具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等优点．并具有较好的回火稳定性及综合力学性能．用干制造硅钢片冲模等．可使寿命比Cr12MoV钢提高1~3倍以上但此钢锻造温区范围较窄，锻造河县开裂．应严格控制锻造温度和操作规认Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低、淬火变形小、淬透性高．有空淬微变形模具钢之称7W7Cr4MoV钢可代W18Cr4V和Cr12MoV钢．其特点是钢的碳化物不均匀性和韧性得到很大的改善。 二、热作模具钢 1.热作模具的工作条件 热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。如前所述．热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触、这是与冷作模具工作条件的主要区别。因此会带来以下两方面的问题： （l）模腔表层金属受热。通常锤锻模工作时．其模腔表面温度可达300~400℃以上热挤压模可达500一800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。如压铸黑色金属时模腔温度可达1000℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，在使用中易发生打垛。为此．对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的{dy}种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。 （2）模腔表层金属产生热疲劳（龟裂）。热模的工作特点是具有间歇性．每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此．热模的工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用．其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲劳现象，由此，对热模具钢提出了第二个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素主要有： ①钢的导热性。钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢（C0.3％5~0.6％）合碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降．也是不利的。 ②钢的临界点影响。通常钢的临界点（Acl）越高．钢的热疲劳倾向性越低。因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力。 2.常用热作模具用钢 （1）锤锻模用钢。一般说来，锤锻模用钢有两个问题比较突出一是工作时受冲击负荷作用．故对钢的力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高；二是锤锻模的截面尺寸较大（＜400mm）故对钢的淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀。 常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同类型的锤眼模应选用不同的材料。对特大型或大型的锤锻模以5CrNiMo为好．也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。对中小型的锤锻模通常选用5CrMnMO钢。 （2）热挤压模用钢，热挤压模的工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达500一800℃。对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度(即高的回火稳定性）和高的耐热疲劳性能为主。对ak及淬透性的要求可适当放低。一般的热挤压模尺寸较小，常小于 70~90 mm。 常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等热作模具钢．其化学成分如表4.16所示。 其中4CrW2Si．既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢．由于用途不同，可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度（870—900℃）及低温或中温回火处理；作热模时则采用较高的淬火温度（一般为950一1000℃）及高温回火处理。 （3）压铸模用钢。从总体上看，压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同．如常采用4CrW2Si．和3Cr2W8V等钢。但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模．可选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；对Al和Mg合金压铸模，可选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等对Cu合金压铸模．多采用3Cr2W8V钢。 近年来．随着黑色金属压铸工艺的应用，多采用高熔点的铝合金和镍合金．或者对3Cr2W8V钢进行Cr-Al-SI三元共渗，用以制造黑色金属压铸模。最近国内外还正在试验采用高强度的铜合金作黑色金属的压铸模材料。 铁/钢/铜/铝和密度 常用物质密度表（1g/cm3=1000kg/m3=1吨/立方米） 材料名称 密度(g/cm3) 材料名称 密度(g/cm3) 水 1.00 玻璃 2.60 冰 0.92 铅 11.40 银 10.50 酒精 0.79 水银(汞) 13.60 汽油 0.75 灰口铸铁 6.60-7.40 软木 0.25 白口铸铁 7.40-7.70 锌 7.10 可锻铸铁 7.20-7.40 纯铜材 8.90 铜 8.90 59、62、65、68黄铜 8.50 铁 7.86 80、85、90黄铜 8.70 铸钢 7.80 96黄铜 8.80 工业纯铁 7.87 59-1、63-3铅黄铜 8.50 普通碳素钢 7.85 74-3铅黄铜 8.70 优质碳素钢 7.85 90-1锡黄铜 8.80 碳素工具钢 7.85 70-1锡黄铜 8.54 易切钢 7.85 60-1和62-1锡黄铜 8.50 锰钢 7.81 77-2 铝黄铜 8.60 15CrA铬钢 7.74 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜 8.50 20Cr、30Cr、40Cr铬钢 7.82 镍黄铜 8.50 38CrA铬钢 7.80 锰黄铜 8.50 铬、钒、镍、钼、锰、硅钢 7.85 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜 8.80 纯铝 2.70 5-5-5铸锡青铜 8.80 铬镍钨钢 7.80 3-12-5铸锡青铜 8.69 铬钼铝钢 7.65 铸镁 1.80 含钨9高速工具钢 8.30 工业纯钛（TA1、TA2、TA3） 4.50 含钨18高速工具钢 8.70 超硬铝 2.85 0.5镉青铜 8.90 LT1特殊铝 2.75 0.5铬青铜 8.90 工业纯镁 1.74 19-2铝青铜 7.60 6-6-3铸锡青铜 8.82 9-4、10-3-1.5铝青铜 7.50 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜 8.50 10-4-4铝青铜 7.46 纯镍、阳极镍、电真空镍 8.85 高强度合金钢 ` 7.82 镍铜、镍镁、镍硅合金 8.85 轴承钢 7.81 镍铬合金 8.72 7铝青铜 7.80 锌锭（Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3） 7.15 铍青铜 8.30 铸锌 6.86 3-1硅青铜 8.47 4-1铸造锌铝合金 6.90 1-3硅青铜 8.60 4-0.5铸造锌铝合金 6.75 1铍青铜 8.80 铅和铅锑合金 11.37 1.5锰青铜 8.80 铅阳极板 11.33 5锰青铜 8.60 4-4-2.5 锡青铜 8.75 金 19.30 5铝青铜 8.20 4-0.3、4-4-4锡青铜 8.90 变形镁 MB1 1.76 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 MB2、MB8 1.78 Cr14、Cr17 7.70 MB3 1.79 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 MB5、MB6、MB7、MB15 1.80 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝 LD8 2.77 不锈钢 1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.90 LD7、LD9、LD10 2.80 2Cr13Ni4Mn9 8.50 钛合金 TA4、TA5、TC6 4.45 3Cr13Ni7Si2 8.00 TA6 4.40 白铜 B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.90 TA7、TC5 4.46 BMn3-12 8.40 TA8 4.56 BZN15-20 8.60 TB1、TB2 4.89 BA16-1.5 8.70 TC1、TC2 4.55 BA113-3 8.50 TC3、TC4 4.43 锻铝 LD2、LD30 2.70 TC7 4.40 LD4 2.65 TC8 4.48 LD5 2.75 TC9 4.52 防锈铝 LF2、LF43 2.68 TC10 4.53 LF3 2.67 硬铝 LY1、LY2、LY4、LY6 2.76 LF5、LF10、LF11 2.65 LY3 2.73 LF6 2.64 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.80 LF21 2.73 LY9、LY12 2.78 LY16、LY17 2.84 热加工类模具用钢的材料分析 热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。它主要用于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。 热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。 为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。所以，模具应属于标准化程度较高的产品。一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90％，其工时节约率可达25％~45％。 一、热加工用模模具的功能和作用 　现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。 现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。 高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。 适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。 电子、计算机、现代通信器材与设备，电器、仪器与仪表等工业产品的元器件或零、部件越来越趋于微型化、精密化，其零件机构设计中的槽、缝、孔尺寸要求在0.3mm以下，批量生产用模具要求很高。如高压开关中的多触点零件，宽度仅为10mm，却需冲孔、冲槽、弯曲、三层叠压等工序，模具需设计为70工位的精密级进行冲模。又如，BP机中零件尺寸及其微小，对模具的要求更高。这类微型冲件和塑件用的模具，以成为高技术模具或专利型模具。 　大型模具，重量在10t以上的已很常见，有些模具重量已达30t。如大型汽车覆盖件冲模，大型曲轴锻模，大尺寸电视机外壳用塑料注射模等重量都在10t以上。 随着现代化工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。 另外，采用模具进行成形加工，是少，无切削的主要工装，在大批、大量加工中，可使材料利用率达90％或以上。 　　二、热加工模具分类及用途 　　热加工模具的用途广泛，模具的种类繁多，科学的进行模具分类，对有计划的发展模具工业，系统的研究、开发模具生产技术，促进模具设计，制造技术的现代化，充分发挥模具的功能和作用；对研究、制订模具技术标准，提高模具标准化水平和专业化协作生产水平，提高模具生产效率，缩短模具的制造周期，都具有十分重要的意义。 总体上说热加工模具可分为三大类：金属板材料成型模具，如冲模等；金属体积成型模具，如锻（镦、挤压）模，压铸模等；非金属材料制品用成型模具，如塑料注射模和压缩模，橡胶制品，陶瓷制品用成型模具等。 　　三、热加工模具材料的作用和地位 　　随着模具工业的迅速发展，对模具的使用寿命、加工精度等提出了更高的要求。模具材料性能的好坏和使用寿命的长短，将直接影响加工产品的质量和生产的经济效益。而模具材料的种类、热处理工艺、表面处理技术是影响模具使用寿命的极其重要的因素，所以世界各国都在不断的研究和开发新型模具材料，改进模具的热处理工艺，选用适当的表面处理技术，合理的设计模具结构加强对模具的维护等措施，来稳定和提高模具的使用寿命，防止模具的早期失效。 模具材料的使用性能将直接影响模具的质量和使用寿命。模具材料的工艺性能将主要影响模具加工的难易程度、加工质量和生产成本。为此，应合理选择模具材料，改进热处理工艺和表面处理工艺，大力推广模具生产中的新材料、新工艺和新技术。 　　四、热加工模具材料与模具寿命 　　为了提高生产效率，提出毛胚精度和材料利用率，采用和发展少、无切削新工艺、新设备，对模具提出了向精密、多型腔、高寿命方向发展的要求，模具寿命的提高，最根本的办法是采用高性能的模具材料。尽管影响模具寿命的因素是多方面的，但模具材料的选用是一个很重要的因素。 60年代以来，我国研制出不少适合我国特点的新型高效模具钢，如热作模具钢中的3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V、4CrMnSiMoV、4Cr2NiMoV、5Cr4Mo3SiMnVA1等，冷作模具钢中的6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo3V2Si、7CrSiMnMoV、6CrNiMnSiMoV等新钢种的采用，均获得提高模具寿命倍数的效果。如冷作模具钢选用6Cr4W3Mo2VNb（65Nb）代替T10、Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2等制作多工位冷镦机用的内六角凸模、十字槽光凸模、螺栓切边模、冷镦螺栓顶模、钢板弹簧冲孔凸模、螺栓平圆头冲模、圆环冷冲模等；热作模具钢选用3Cr3Mo3W2V（HM1）代替3Cr2W8V钢等制作轴承套圈的热冲压凸模和凹模、连杆辊锻成形模、小型机锻模等都显著提高了模具寿命，因此作为模具工作者包括模具设计人员，首要任务是正确选用并合理使用模具材料，以保证模具的正常使用寿命。 五：常用金属的线膨胀系数及收缩率 　　线膨胀系数表示摄氏温度升高一度时单位材料的尺寸变化。表1是一些金属的线膨胀系数。 收缩率是指由热加工温度至室温这段温度区间内单位长度金属材料的尺寸变化，它与材料的线膨胀系数和热加工温度两者有关。 模膛设计时，需要考虑工件的收缩率，精密加工时还需考虑模具的热胀冷缩问题。 热加工时刚料的收缩率一般去1.2~1.5％，而对细长的杆类件，扁薄的工件，冷却快或打击次数多热加工温度低的工件收缩率取0.8~1.2％；带大头的长杆锻件，头部和杆部的冷缩塑料件一般取（0.3~0.5）％。铝合金为（0.8~1.0）％，镁合金为0.8％，钛合金为（0.5~0.7）％，铜合金为（1.0~1.3）％。 　　表1金属的膨胀系数 　　金属种类 Fe Al Mg Cu Ni Ti 　　膨胀系数x10⒍（1/℃） 11.7 23.9 26 16.5 13.6 8.5 　　六：常用金属的变形抗力 　　金属的变形力σs也称真实应力或流动应力。对于理想塑性材料，变形抗力等于材料的屈服极限；对于塑性硬化材料，变形抗力等于考虑了变形硬化后的屈服极限。在热锻温度下，变形抗力还可以用强度极限σb表示。通常金属的变形抗力与材料的化学成分、组织、变形温度，应变速率及变形程度等有关，可表达如下 σs=σ（T，ε1，ε2，x） 式中 T——变形温度； ε1——变形程度； ε2——应变速率； x——材料的物理化学性质。 通常变形抗力随温度的升高而降低，应变速率增大时，变形抗力增大，温度升高，这种现象越明显。变形程度对变形抗力的影响有两种情况，某些材料随变形程度增加，变形抗力不断增大；而有些材料，在某一温度下，在某一变形程度前，变形抗力随变形程度的增加而 增大，但超过该变形程度后，由于动态恢复和动态再结晶进行迅速，随变形程度增大时，变形抗力逐渐减小。一般地讲，当变形温度高于再结晶温度时，由于形变硬化的现象不明显，应变速率的影响大，变形程度的影响小；而变形温度低于再结晶温度时，变形程度的影响较大，应变速率的影响较小。 　　举例说明：热锻模具钢的合理选用 　　1、热锻模具钢的性能要求： （1）高的冲击韧度和断裂韧度：对锤锻模具钢，冲击韧度应大于或等于30J/㎝2，冲击韧度是锻模钢的基本性能。为阻止或延缓裂纹扩展而导致模具断裂，还需要锻模钢必须具有高的断裂韧度。 （2）高的高温硬度及高温强度：为防止热锻模发生早期磨损及变形，模具钢应具有较高的高温硬度和高温强度。 （3）高的淬火性：热锻模尺寸较大，要求模具整个截面力学性能均匀一致，如果心部未淬透，则可能形成贝氏体或其他组织，导致模具早期断裂。 4）高的热疲劳抗力：若导热性好，热胀系数小，则热疲劳抗力高，可以延缓热疲劳裂纹的产生。 （5）较高的回火稳定性：防止模具在高温服役中被继续回火，导致硬度下降而影响耐磨性。 （6）良好的工艺性能及抗氧化性能。 　　2、热锻模具用钢及合理选材： 重型机械厂或钢厂生产的其它锻模钢有：5CrNiTi、4SiMnMoV及5SiMnMoV、5CrNiW、5CrNiMoV等，国外进口锻模钢有55CrNiMoV6等。 机械压力机模块用钢钢号为：4Cr5MoSiV1（H13）、4Cr5MoSiV、4Cr3W2Vsi、3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V，应用较好的其它钢号4Cr3Mo3W4VNb、2Cr3Mo3VNb、2Cr3Mo2NiVSi；国外进口锻模钢有YHD3等，压力机热锻的特点是成行速度慢，单件滞模时间长（约3~6s），因此，模腔表面温升高，瞬时温度可达约700℃。冷却及润滑条件较好时，温度可能偏低一些，但也会达到500℃左右，这也超过了5CrNiMo、5CrMnMo模块的回火温度，从而导致模具早期磨损，压塌等失效。因此，需要选用耐热性较高的高强韧性模具钢制作压力机模具。表2列出了锤锻模用钢的选择，可供选材参考。 表2 锤锻模用钢的选择 模具类型 钢的选用 小型 5CrMnMo、5CrNiTi、5SiMnMoV、4SiMnMoV、6SiMnMoV 中型 5CrMnMo、5CrNiTi、5SiMnMoV、4SiMnMoV、6SiMnMoV 大型 5CrNiMo、5CrNiW、5CrNiTi、5CrMnMoSiV 特大型 5CrNiMo、5CrNiW、5CrNiTi、5CrMnMoSiV 堆焊锤锻模 5Cr2MnMo 压力机锻模（大尺寸） 5CrNiMo、5Cr2NiMoVSi 　通常中、小型压力机锻模可选用3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1、4Cr5MoSiV及3Cr—3Mo型热作模具钢、5Cr4W5Mo2V、4Cr3Mo3W4VNb钢等。目前应用较多的是：3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1钢。 对锤锻模尚有如下分类方法： 小型：吨位小于1t，高度小于275mm； 中型：吨位1~3t，高度275~325mm； 小型：吨位4~6t，高度325~375mm； 特大型：吨位大于6t，高度在375mm以上。 现就我公司所采用的热锻模材料分析如下： H13：化学成份（％） （国标GB1299—85） e—0.32~0.45 Si—0.80~1.20 Mn—0.20~0.50 Cr—4.75~5.50 Mo—1.10~1.75 V—0.80~1.20 S、P≤0.03 　3Cr2W8V：属莱氏体钢，在高温下有较高的硬度，但其韧性和塑性较差，淬透性中等，截面厚度≤80mm可　淬透；此钢相变温度较高，耐热疲劳性良好。用于作高温、高应力但不受冲击载荷的凸模、凹模，如平锻机上的凹凸模、镶块、铜合金挤压模、压铸用模具；还可作高温下工作的热剪切刀等 模具钢材知识 钢是铁、碳和少量其它元素的合金。不锈钢或者10.5％或以上铬金含量的抗腐蚀性合金钢是该类金属的通用术语。应该记住不锈钢并不是说这种地钢材不生锈或不会被腐蚀，而只不过是它比不含铬的合金的耐腐蚀性能强得多。除了铬金属之外，其它金属元素如镍、钼、钒等也可以加入合金中用于改变合金钢的性能，从而生产出不同等级、不同性能的不锈钢。因应用目的和场所的不同，仔细挑选性能最为合适的不锈钢所制造的刀具，对于你特定工作的效率和成功至关重要.刀具中不同金属元素带来的优点. 　　　简单地说：钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分: 　　　碳（Carbon)-存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.5％以上的碳，也成为高碳钢。 　　　铬（Chromium)-增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13％以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈的。 　　　锰（Manganese）-重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。 　　　钼（Molybdenum）-碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1％或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。 　　　镍（Nickle）-保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6AUS-6和AUS-8中。 　　　硅（Silicon）-有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。 　　　钨（Tungsten）-增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。 　　　钒（Vanadium）-增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34{zd0}的不同就是前者含有钒。 　　 钢材大体种类: 　　　　　1. 低碳钢 - 又称软钢, 含碳量从0.10％至0.30％低碳钢易於接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用於制造链条,铆钉,螺栓,轴等。 　　　　　2. 中碳钢 - 含碳量从0.30％至0.60％, 用以制造重压锻件,车轴,钢轨等. 　　　　　3. 高碳钢 - 常称工具钢,含碳量从0.60％至1.70％,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75％的钢制造;切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90％至1.00％的钢制造. 　　　　　4. 合金钢 - 钢中加入其它金属如铬, 镍, 钨, 钒等, 使具有若干新的特性。由於各种合金元素的掺入,合金钢可具有防,防腐蚀,耐热,耐磨,防震和抗疲乏等不同特性。 　　　　　5. 高速钢 - 含有各种成份和份量, 如钨, 铬, 钒, 钴和钼等。 高速钢制成的切削工具, 可用高的速度求切削硬材料, 并能承担强力的切削。 高速钢切削工具在高的速度中仍能使刃口保持锋利, 其他钢材则可能变钝。 模具钢知识 信息来源：上海荆萌金属制品有限公司 作者：荆萌企业 模具钢基础知识 一、基本分类 1.钢材种类极杂且多，其中模具用钢材分三类： a.塑料模具钢：高抛光度 b.热作工具钢：高强度、耐高温 c. 冷作工具钢：耐高压、耐磨损mdash;mdash;lsquo;高速工具钢rsquo;为其一分支 2.常见牌号标志： a.jismdash;mdash;日本工业规格 b.astmmdash;mdash;美国材料试验协会规格 c.aisimdash;mdash;美国钢铁协会规格 d.dinmdash;mdash;德国国家规格 二、使用惯例 1.p20，最常用的塑料钢 2.pds5，类似p20，但比p20难加工，缺点是温度较高易硬化 3.pds1，不等于s45c，不是型腔用，使用在模架，以降低成本 4.若要求耐用性，则模架材料s50c或s55c，国内常见克难办法为s45c锻打，硬度更高，耐磨性比s50c更好注：曾有人表示s45c锻打优于s50c的耐磨性，事实上,该s50c恐有伪劣产品之嫌 5.型腔钢材对硬度要求高于p20时，可选用nak80，利于耐用 6.选择倾向： a.塑胶钢：即用在塑胶射出成模，再区分镜面抛光、耐蚀性等要求 b.冷作钢：用在导柱套标准零件，也用在精密五金模或耐磨的塑胶模或冷冲模 c.热作钢：铝或锌合金压铸模 7.塑料钢许多都是预硬型，以免热处理变形 8.各类钢材成份倾向：中碳：含c量0.3mdash;0.8％ a.塑料钢：中碳或低碳少量镍铬系（1mdash;10％）或中量接近sus420不锈钢铬系（gt;10％）耐腐蚀 b.热作钢：中c，少量cr c.冷作钢：高c注：高速钢：高c，少量钨钼钒系（甚至加钴）。加少量铬可增加强度。 9.大类区分解说： a. 冷作钢：此类钢种在常温下使用，由于硬度高与耐磨要求，含碳量属于高碳钢（cgt;0.8％）,甚至加入少量多钨钼钒元素，表助于提高耐磨性，另外，高硬度须防范发脆，故添加铬（约4mdash;12％）以提高韧性和强度，也常辅之以锰元素 b. 热作钢：此类钢种主要要求在于500mdash;850℃左右较高温度的使用环境，故而耐高温的钨钼钒系元素与冷作钢相当，因其耐磨性非主要要求，是以含碳量仅属于中碳钢（0.3mdash;0.8％），且其进而对韧性的影响减少，故含铬量略下降（约3mdash;5.2％） c. 塑料钢：模腔表面的耐磨蚀为其主要要求，故属于低碳钢（clt;0.3％）以减少其氧化倾向，并添加中量铬或少量镍铬元素以提高其耐腐蚀性能 三 .模具钢的选择 1.成形方法:可从两种基本材料类型中选择： a.热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。 b.冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。 一些塑料会产生腐蚀性副产品，例如pvc塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却／加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。在这些情况下，推荐使用不锈钢材料的模具钢。 2.模具尺寸：大尺寸模具常常使用预硬钢，整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。 3.模具使用次数： 长期使用(gt;1000000次)的模具应使用高硬度钢，其硬度为48mdash;65hrc。 中等长时间使用(100000mdash;1 000000次)的模具应使用预硬钢，其硬度为30一45hrc。 短时间使用(lt;1 00000次)的模具应使用软钢，其硬度为160mdash;2 50 hrc。 4.表面粗糙度： 许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣；当添加硫改善金属切削性能时，表面质量会因此下降，硫含量高的钢也变得更脆。 　crl2　性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数{zg}可达 2.30％，从而钢变得硬而脆，所以冲南韧性较差，几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂，而且易形成不均匀的共晶碳化物。 　用途：用于制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头，剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。 生产品种：热轧材、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。 　crl2mo1v1 　性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，无特殊要求时钻不作为必加元素。由于钼和钒的含量比crl2mov 高，故钢的组织和晶粒度进一步细化，提高了钢的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。 　用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。 　生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。 　crl2mov 　性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以xx淬透，且具有很高的耐磨性，淬火时体积变化小。其碳含量比crl2钢低很多，且加入了钼、钒，因此，钢的热加工性能、冲击韧性和碳化物分布都得到了明显改善。 用途：用于制造断面较大、形状复杂、耐磨性要求高、承受较大冲击负荷的冷作模具，如冷切剪刀、切边模、滚边模、量规、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷冲模和冲头等。 　生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。 　cr5molv 　性能：合金含量中等，由于含有钼和钒，所以钢的淬透性良好，碳化物分布均匀，具有一定的冲击韧性和较好的耐磨性。 　用途：用于制造定型模、钻套、冷冲模、冲头、切边模、螺纹滚模、搓丝板和量规等。 生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。 　9mn2v 　性能：综合力学性能比碳素工具我钢，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比crwmn钢好。 　用途：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、料模、剪刀、丝锥、板牙和铰刀等。 生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。 根据需方要求可供应中小规格的模块。 　crwmn 　性能：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。 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。 　生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、银亮钢丝、热轧钢板、冷轧钢板。 　9crwmn 　性能：低合金冷作模具钢，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火变形较小，碳化物分布均匀且颗粒细小。 　用途：用于制造截面不大的，而形状较复杂的冷冲模，以及量规、样板等量具。 生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、冷轧钢板。 　cr4w2mov 　性能：新中型合金冷作模具钢，性能较稳定，与高合金冷作模具钢crl2、crl2mov相比，用其制成的模具使用寿命明显提高。该钢的共晶碳化物颗粒细小，分布均匀，具有较高的淬透性和淬硬性，以及较好的耐磨性和尺寸稳定性。但钢的热加工温度范围较窄，变形抗力较大。 　用途：用于制造各种冲模、冷镦模、落料模、拉延模、冷挤压凹模和搓丝板等。 　生产品种：热轧材、锻材。 　根据需方要求可供应小规格模块。 　6cr4w3mo2vnb 　性能：高韧性冷作模具钢，其化学成分接近高速工具钢的基体成分，属于一种基体钢。因此，它具有高速工具钢的高硬度和高强度。又因该钢没有过剩的碳化物，所以具有较高的韧性和疲劳强度。该钢含有0.20％~0.35％（质量分数）的铌，使晶粒细化，并提高晶粒精化温度，从而提高了钢的韧性，改善了其工艺性能。 　用途：用于制造冷挤压模具、冷镦模、螺钉冲头、冷冲模、拉延模和搓丝板等。 　生产品种：热轧材、锻材。 　根据需方求可供应部分扁钢或其他条钢。 　6w6mo5cr4v 　性能：低碳高速工具钢类型的冷作模具钢，其淬透性好，并具有类似高速工具钢的高硬度、高耐磨性、高强度等综合性能，还具有比高速工具钢韧性好的特性。用该钢制造的冷挤压模寿命较长。因钢中钼含量较高，其热加工温度范围稍窄，变形抗力较大。此钢易脱碳。 　 　用途：用于制造冷挤压凹模和上下冲头等。 　生产品种：热轧材、锻材。 　根据需方要求可供应中小规格模块。 一. 不銹鋼定義： 在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼 二. 不銹鋼原理： 決定不銹鋼屬性的元素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼都含有一定數量的鉻。迄今爲止，還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成爲決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加鉻作爲合金元素以後，能促使鐵基固溶體的電極電位提高, 同時吸收鐵的電子使鐵鈍化, 並在表面形成很薄的鉻膜，以隔開侵入鋼內之氧氣而起到抵抗腐蝕破壞之作用。 三. 高合金特性：爲了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有12％以上的鉻。 四. 不銹鋼種類： 不銹鋼的種類繁多，常溫下按組織結構可分爲幾類： 1．奧氏體型：如304、321、316、310等； 2．馬氏體或鐵素體型：如430、420、410等； 五. 不銹鋼爲什麽也會導磁? 人們常以爲用磁鐵吸附不銹鋼材，可驗證其優劣和真僞，不吸無磁，認爲是好的，貨真價實；吸者有磁性，則認爲是冒牌假貨。其實，這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。 奧氏體型是無磁或弱磁性，馬氏體或鐵素體是有磁性的。 通常用作裝飾管板的不銹鋼多數是奧氏體型的304材質，一般來講是無磁或弱磁的，但因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性，但這不能認爲是冒牌或不合格，如304不銹鋼經過冷加工，組織結構也會向馬氏體轉化，冷加工變形度越大，馬氏體轉化越多，鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶，生産Φ76管，無明顯磁感，生産Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些，生産方矩形管因變形量比圓管大，特別是折角部分，變形更激烈磁性更明顯。 特別要提出的是，因上面原因造成的304不銹鋼的磁性，與其他材質的不銹鋼，如430、碳鋼的磁性xx不是同一級別的，如果不銹鋼帶弱磁性或xx不帶磁性，應判別爲304或316材質；如果與碳鋼的磁性一樣，顯示出強磁性，應判別爲不是304材質。 六. 不銹鋼爲什麽也生銹? 當不銹鋼管表面出現褐色鏽斑（點）的時候，人們大感驚奇：認爲 “不銹鋼是不生銹的，生銹就不是不銹鋼了，可能是鋼質出現了問題”。 其實，這是對不銹鋼缺乏瞭解的一種片面的錯誤看法。不銹鋼在一定的條件下也會生銹的。 不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不鏽性，同時也具有在含酸、堿、鹽的介質中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質本身化學組成、加互狀態、使用條件及環境介質類型而改變的。如304鋼管，在乾燥清潔的大氣中，有絕對優良的抗銹蝕能力，但將它移到海濱地區，在含有大量鹽份的海霧中，很快就會生銹了；而316鋼管則表現良好。因此，不是任何一種不銹鋼，在任何環境下都能耐腐蝕, 不生銹的。 不銹鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩定的富鉻氧化膜（防護膜），防止氧原子的繼續滲入、繼續氧化，而獲得抗銹蝕的能力。一旦有某種原因，這種薄膜遭到了不斷地破壞，空氣或液體中氧原子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來，形成疏鬆的氧化鐵，金屬表面也就受到不斷地銹蝕。 當不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物，在潮濕的空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水，將二者連成一個微電池，引發了電化學反應，保護膜受到破壞，稱之謂電化學腐蝕, 生活實際、工程實際中的金屬腐蝕，絕大多數都屬於電化學腐蝕。 七. 産品特性及用途 SUS304：具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械性能,衝壓彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象,無磁性。廣泛用於家庭用品（1、2類食具）、櫥櫃、室內管線、熱水器、鍋爐、浴缸、汽車配件、醫療器具、建材、化學、食品工業、農業、船舶部件。 SUS304L：奧氏體基本鋼種，用途最爲廣泛；耐蝕性和耐熱性優良；低溫強度和機械性能優良；單相奧氏體組織，無熱處理硬化現象（無磁性，使用溫度-196--800℃）。 SUS304Cu：以17Cr-7Ni-2Cu爲基本組成的奧氏不銹鋼；成形性優良，特別是拔絲和抗時效裂紋性好；--耐腐蝕性與304相同。 SUS316： 耐蝕性和高溫強度特別好，可在苛刻的條件下使用,加工硬化性好,無磁性。適於海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生産設備、照相、食品工業、沿海設施 SUS316L：鋼中添加Mo（2-3％），故耐蝕性和高溫強度優良；SUS316L含碳量比SUS316低，因此，抗晶間腐蝕性比SUS316優良；高溫蠕變強度高。可在苛刻的條件使用,加工硬化性好,無磁性。適於海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生産設備、照相、食品工業、沿海設施 SUS321：在304鋼中添加Ti，故抗晶間腐蝕性優良；高溫強度和高溫抗氧性優良；成本高，加工性比SUS304差。耐熱材料、汽車、飛行器排氣管管路，鍋爐爐蓋、管道,化學裝置、熱交換器. SUH409H： 加工性能、焊接性能良好,高溫抗氧化性能良好,能夠承受的溫度範圍從室溫直到575℃。廣泛用於汽車尾氣排氣系統。 SUS409L：控制鋼中的C和N含量，故焊接性、成形性和耐蝕性優良；含11％Cr，高溫和常溫下爲具有BCC結構的鐵素體不銹鋼；因填了Ti，750℃以下有空氧化性和耐蝕性。 SUS410：馬氏體代表鋼種，強度高，硬度高（有磁性）；抗腐蝕性差，不適合於嚴重腐蝕環境下使用；含C量低，加工性好，通過熱處理可使表面硬化。 SUS420J2：馬氏體代表鋼種，強度高，硬度高（有磁性）；耐腐蝕性差，加工成形性差，耐磨性好；能夠進行熱處理改善機械性能。廣泛用於加工刀具、管嘴、閥門、板尺、食具。 SUS430：熱膨脹率低,成型及耐氧化性好 適用於耐熱器具、燃燒器、家電産品、2類食具、廚房洗滌槽。價格低，加工性好是理想的SUS304的替代品；抗英里腐蝕性好，典型的非熱處理硬化性鐵素體系不銹鋼。 钢号 　 中国 前苏联 美国 英国 日本 法国 德国 　 GB ГОСТ ASTM BS JIS NF DIN 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 08F 08КП 1006 040A04 S09CK 　 C10 优 　 08 08 1008 045M10 S9CK 　 C10 　 　 10F 　 1010 040A10 　 XC10 　 　 　 10 10 1010,1012 045M10 S10C XC10 C10,CK10 质 　 15 15 1015 095M15 S15C XC12 C15,CK15 　 　 20 20 1020 050A20 S20C XC18 C22,CK22 　 　 25 25 1025 　 S25C 　 CK25 碳 　 30 30 1030 060A30 S30C XC32 　 　 　 35 35 1035 060A35 S35C XC38TS C35,CK35 　 　 40 40 1040 080A40 S40C XC38H1 　 素 　 45 45 1045 080M46 S45C XC45 C45,CK45 　 　 50 50 1050 060A52 S50C XC48TS CK53 结 　 55 55 1055 070M55 S55C XC55 　 　 　 60 60 1060 080A62 S58C XC55 C60,CK60 　 　 15Mn 15Г 1016,1115 080A17 SB46 XC12 14Mn4 构 　 20Mn 20Г 1021,1022 080A20 　 XC18 　 　 　 30Mn 30Г 1030,1033 080A32 S30C XC32 　 　 　 40Mn 40Г 1036,1040 080A40 S40C 40M5 40Mn4 钢 　 45Mn 45Г 1043,1045 080A47 S45C 　 　 　 　 50Mn 50Г 1050,1052 030A52 S53C XC48 　 　 　 　 　 　 080M50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 20Mn2 20Г2 1320,1321 150M19 SMn420 　 20Mn5 　 　 30Mn2 30Г2 1330 150M28 SMn433H 32M5 30Mn5 合 　 35Mn2 35Г2 1335 150M36 SMn438(H) 35M5 36Mn5 　 　 40Mn2 40Г2 1340 　 SMn443 40M5 　 　 　 45Mn2 45Г2 1345 　 SMn443 　 46Mn7 金 　 50Mn2 50Г2 　 　 　 ~55M5