模具钢在工作性能方面的要求

1）硬度

模具在工作时受力状态是复杂的，如热作模具通常在交变的温度场下承受交变应力作用，因此它应具有良好的抗软化或塑性变形状态的能力，在长期工作环境下仍能保持模具的形状和尺寸精度。硬度是的重要性能之一。对冷作模具的硬度一般选择在58HRC以上，而热作模具尤其是要求高的抗热疲劳性能的模具，通常硬度在45HRC左右。对普通使用的塑料模具，一般硬度要求在35HRC左右。

2）强度与韧度

零件的成形使模具承受着巨大的冲击、扭曲等负荷，尤其是现代高速冲压、高速精锻造和液态成形等技术以及一次成型技术的发展，模具承受着更大的负荷，往往由于模具钢的强度和韧度不够，造成型腔边缘或局部塌陷、崩刃或断裂而早期失效，因此模具热处理后应具有较高的硬度和韧度。

3）耐磨性

零件成形时材料与模具型腔表面发生相对运动，使型腔表面产生了磨损，从而使得模具的尺寸精度、形状和表面的粗糙度发生变化而失效。磨损是一种复杂的过程，影响因素很多，除取决作用于模具的外界条件外，还在很大程度上取决于采用模具钢的化学成分不均匀性、组织状态、力学性能等。

4）疲劳性能

模具工作时承受着机械冲击和热冲击的交变应力，热作模具在工作的过程中，热交变应力更明显地导致模具热裂。受应力和温度梯度的影响而引起裂纹，往往是在型腔表面形成浅而细的裂纹，他的迅速传播和扩展导致模具失效。另外，模具钢的化学成分及组织的不均匀，模具钢中存在的冶金缺陷如非金属夹杂物，气孔、显微裂纹等均可导致模具钢的疲劳强度降低，因为在交变应力的作用下，首先在这些薄弱地区产生疲劳裂纹并发展为疲劳破坏。

5）粘着性

工模具零件的表面由于两金属原子相相互扩散或单相扩散的作用，往往会有一些被加工金属粘附着，尤其是一些切削、剪切工具和冲压工具的表面会产生粘附或结疤现象，这会影响 刃口的锋利程度和局部组织、化学成分的改变，使刃口部分崩裂或粘附金属的脱落划伤模具，使工件表面粗糙。因此良好的抗粘着性也是很重要的。

6）抛光和蚀刻性能

随着模具，特别是塑料模具的广泛使用，低的表面粗糙度值（有时甚至是镜面的程度）已经十分必要，低的表面粗糙度值影响到模具的寿命和生产效率及制品的质量。高的表面质量可以减轻腐蚀（特别是局部点状腐蚀）；减小开裂的危险，抛光的化学成分、组织结构、硬度及碳化物分布必须均匀。大碳化物尤其是他们偏析并成带状时对表面抛光性极为有害。特别重要的是，模具钢中不能含有没有发生变形的大的氧化物夹杂或偏析，因而必须严格控制冶炼和脱氧工艺。真空电弧重熔、电渣重熔效果良好，这种工艺目前已成为高级塑料模具钢的主要生产方式。即使是简单的真空脱气也有助于xx大的氧化物夹杂，这些冶炼工艺不仅能降低氧化物的含量，而且能使氧化物更细小、均匀，同时控制冶炼和脱氧过程，还可以改变夹杂物类型，使之软化并具有较好的塑韧性而提高抛光性能。

模具钢中任何未闭合的空洞都会影响其抛光性能，因而热加工中压合疏松等冶金缺陷并保持组织的致密是十分必要的，这可以通过现代化的成形加工技术来实现。例如反复镦拔技术、旋转锻造技术、高温等静压制等可细化原始铸态组织，减少树枝晶内空隙。电渣重熔、真空电弧重熔精炼工艺，对模具钢均匀性也十分有利。由热处理或表面硬化而引起的缺陷，应尽量避免导致硬度不均匀的脱碳。这些措施加上合理的成分设计及控制，就能生产出镜面加工性优异的模具钢。

此外，还应根据模具的工作条件和环境的差异，考虑所用模具钢应具有良好的导热性、抗腐蚀性、抗氧化性和导磁性等。

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