45号钢可以做模具吗,用45号钢做模具可以麽

　　11.2.1 冲压加工模具工作中零件原材料的规定

　　冲压加工模具工作的时候承受着冲击性、震动、磨擦、髙压和拉申、弯扭等负载，甚至是在相对较高的温度下工作中（如挤压加工），工作性质繁杂，易出现损坏、疲惫、破裂、变型的现象。因而，对模具工作中零件原材料的规定比一般零件高。

　　因为各种冲压加工模具的工作性质不一样，因此对模具工作中零件原材料的规定也略有不同。

　　1.冲裁模原材料的规定

　　针对金属薄板冲裁模具工作零件用料规定具备强的耐磨性和强度，但对厚钢板冲裁 模除开 规定具备强的耐磨性、抗压强度屈服极限外，为避免模具破裂或崩刃 ，还应具备强的破裂抵抗力、相对较高的抗拉强度和柔韧性。

　　2. 拉深模原材料的规定

　　规定模具工作中零件原材料具有较好的抗黏附性（抗牙齿咬合性）、强的耐磨性和强度、一定的强韧性及其比较好的切削加工性能，并且热处理工艺时变型要低。

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　　规定模具工作中零件有强的硬度和韧性、高耐磨性，为防止冲击性断裂，还规定有一定的延展性。因为挤压成型时会出现比较大的提温，因此还应当具有一定的耐高温疲惫性与热硬性

　　11.2.2 冲压加工模具原材料的种类及特点

　　生产制造冲压加工模具的原材料有建筑钢材、硬质合金刀具、 钢结硬质合金刀具 、锌基合金、铸造锌合金、铝青铜、纤维材料等。现阶段生产制造冲压加工模具的原材料绝大多数以材料为重，常见的模具工作中构件原材料的种类有：调质钢、低合金结构钢、高碳钢 高铬于中 铬合金钢、中碳碳素钢、弹簧钢、基础钢和硬质合金刀具、 钢结硬质合金刀具 等。

　　1. 调质钢

　　在模具中运用比较多的调质钢为T8A、T10A等，优势为生产加工性价比高，价格低。但切削性能和红硬性差，热处理工艺变型大，承载力比较低。

　　2. 低合金结构钢

　　低合金结构钢要在调质钢的前提下加入适量合金成分。与调质钢对比，降低了淬火变形裂开趋向，提升了铝的切削性能，耐磨性亦不错。用于制作模具的高合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(编号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(编号GD)等。

　　3. 高碳钢高铬合金钢

　　常见的高碳钢高铬合金钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（编号D2），他们具有较强的切削性能、淬硬性和耐磨性，热处理工艺变型不大，为超耐磨微变型模具钢，承载力仅次弹簧钢。但渗碳体缩松比较严重 ，一定要进行不断镦拔 （径向镦、轴向拔）改 锻 ，从而降低渗碳体的不均匀性，提升性能指标。

　　4. 高碳钢中铬合金钢

　　用以模具的高碳钢中铬合金钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它们含镁量比较低， 碳化物渗碳体 少，渗碳体均匀一致，热处理工艺变型小，具有较好的切削性能和尺寸稳定性。与渗碳体缩松相对性比较严重的高碳钢高铬钢对比，特性明显改善。

　　5. 弹簧钢

　　弹簧钢具备模具钢更高的 的 强度、耐磨性和抗拉强度，承载力非常高。模具常用的有 W18Cr4V（编号8-4-1）和含钨量较小的W6Mo5 Cr4V2（编号6-5-4-2，国外型号为M2）同时为提升延展性研发的 降碳降钒 弹簧钢 6W6Mo5 Cr4V（编号6W6或称低碳环保M2）。 弹簧钢也要改 锻 ，以提升其渗碳体遍布 。

　　6. 基材钢

　　在弹簧钢的基本特征上加上少量其他原素，适度调整含碳，以提升钢的性能。这种钢材牌号通称基材钢。他们不但有弹簧钢的特征，具有一定的耐磨性和强度，并且抗疲劳性和韧度均好于弹簧钢，为高强度 延展性冷工模具钢 ，原材料成本又比弹簧钢低。模具常用的基材钢有 6Cr4W3Mo2VNb（编号65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（编号LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（编号012AL）等。

　　7. 硬质合金刀具和钢结硬质合金

　　硬质合金刀具硬度和耐磨性高过其他一切类型的模具钢，但抗拉强度和延展性差。作为模具的合金是 钨钴类 ，对破坏性小又耐磨性要求较高的模具，可以选用 含钴量比较低 的硬质合金刀具。对破坏性大一点的模具，可以选用 含钴量比较高 的硬质合金刀具。

　　钢结硬质合金刀具 要以粉丝添加少量合金成分粉末状（如铬、 钼 、钨、钒等）做黏合剂，以炭化 钛或钴合金为硬质的相 ，用粉未冶金方式煅烧成的。 钢结硬质合金刀具 的基材是钢，解决了硬质合金刀具延展性较弱、生产加工艰难的缺陷，能够钻削、电焊焊接、铸造和热处理工艺。 钢结硬质合金刀具 含有大量渗碳体，尽管硬度和耐磨性小于硬质合金刀具，但仍然高过其他钢材牌号，经淬火、回火后强度可以达到 68 ~ 73HRC。

　　11.2.3 冲压加工模具原材料的采用及热处理工艺规定

　　一. 冲裁模具原材料的采用及热处理工艺规定

　　采用冲裁模具原材料应注意产品工件制造的大批量，若大批量并不大就没必要挑选高寿命的模具原材料；还应注意被冲产品工件材质，不同的材料适用模具原材料亦各有不同。针对冲裁模具，耐磨性是衡量模具使用寿命的关键因素，钢材的耐磨性在于渗碳体等硬质点系相情况和基材硬度，二者硬度越大，渗碳体的次数越多，则耐磨性就越好。常见冲压加工模具建筑钢材耐磨性 的劣优先后 为调质钢 — 合金结构钢 — 基材钢 — 高碳钢高铬钢 — 弹簧钢 — 钢结 硬质合金刀具 — 硬质合金刀具。

　　另外还一定要考虑工件薄厚、样子、尺寸比例、精度等级等多种因素对模具材料种类产生的影响。

　　1.传统式模具建筑用钢 一直以来，中国金属薄板冲裁模用钢为 T10A 、 CrWMn 、 9Mn2V 、 Cr12 和 Cr12MoV 等。

　　在其中 T10A 为调质钢，有一定强度延展性。但耐磨性不太高，淬火容易损坏及干裂，切削性能差，只是针对产品工件样子简易、规格小、数量不多的冲裁模具。

　　T10A 调质钢的热处理为： 760~810 ℃水和油 淬， 160~180 ℃ 回火，强度 59~62HRC 。

　　CrWMn 、 9Mn2V 是高碳钢高合金钢种，淬火操作方便，切削性能好于调质钢，变型易操纵。但耐磨性和延展性仍比较低，用于中等水平大批量、产品工件样子较为复杂的冲裁模具。 CrWMn 钢的热处理加工工艺为：淬火温度 820~840 ℃ 油冷 ，回火温度 200 ℃，强度 60~62HRC 。 9Mn2V 钢的热处理加工工艺为：淬火温度 780~820 ℃ 油冷 ，回火温度 150~200 ℃，风冷，强度 60~62HRC 。留意 回火温度在 200~300 ℃范畴有回火延性和明显吸水膨胀，应予以绕开。

　　Cr12 和 Cr12MoV 为高碳钢高铬钢，耐磨性比较高，淬火时变型不大，切削性能好，适合于批量生产的模具，如铁氧体磁芯冲裁模。但此类钢材牌号存有渗碳体不均匀性，易产生渗碳体缩松，冲裁时很容易出现崩 刃 或破裂。在其中， Cr12 含碳比较高，渗碳体分布不均比 Cr12MoV 比较严重，延性更大一些。

　　Cr12 型钢的热处理加工工艺挑选在于模具的使用需求，当模具规定较小的变形一定延展性时，可采取超低温淬火、回火（ Cr12 为 950~980 ℃淬火， 150~200 ℃回火； Cr12MoV 为 1020~1050 ℃淬火， 180~200 ℃回火 ）。 若想提升模具的应用温度，改进其切削性能和红硬性，可采取持续高温淬火、回火 （ Cr12 为 1000~1100 ℃淬火， 480~500 ℃回火； Cr12MoV 为 1110~1140 ℃淬火， 500~520 ℃回火 ）。

　　高铬钢在 275~375 ℃地区有回火延性，应予以防止。

　　2.常见模具新钢材牌号

　　为了解决传统式模具钢材牌号特性的不够，中国开发设计或引入了下列特性比较好的冲压加工模具建筑用钢：

　　（ 1 ） Cr12Mo1V1 （编号 D2 ）钢 为仿国外 ASTM 规范里的 D2 钢引入 的钢材牌号，属 Cr12 槽钢。因为 D2 钢中 Mo 、 V 成分提升，优化了晶体，优化了渗碳体分布情况，因而 D2 铝的强韧性（冲击韧度、抗拉强度、挠度值）比 Cr12MoV 钢逐步提高，耐磨性及抗回火可靠性都比 Cr12MoV 更高一些。可以用深冷处理，提高硬度从而改善尺寸稳定性。用 D2 钢制作出来的冲裁模具使用寿命要高于 Cr12MoV 钢模具。

　　D2 铝的锻造性能和热塑性成形性比 Cr12MoV 钢略差，机械加工制造性能热处理方法与 Cr12 槽钢类似。

　　（ 2 ） Cr6WV 钢 为高 耐磨损微 变型高碳钢中锰钢，碳、铬成分要低于 Cr12 槽钢，渗碳体分布情况较 Cr12MoV 匀称，具有较好的切削性能。热处理工艺变型小，机械加工制造特性不错。抗拉强度、冲击韧度好于 Cr12MoV ， 仅仅耐磨性稍低于 Cr12 槽钢。用以承担比较大冲击力的高韧性、超耐磨板材冲裁模，实际效果优于 Cr12 槽钢。

　　铝的常见热处理方法为：淬火温度9701 ~ 000℃，一般可滚油或硝盐等级分类淬火制冷，规格比较小的构件可采用风冷。淬火后应该马上回火，回火温度160210 ~ ℃，强度 58 ~ 62HRC。

　　（ 3 ） Cr4W2MoV 钢 都是高 耐磨损微 变型高碳钢中锰钢，取代 Cr12 槽钢而研制出钢材牌号，渗碳体均匀度好，耐磨性高过 Cr12MoV ，适合制做样子繁杂、加工精度要求较高的冲压加工模具，适合于铁氧体磁芯冲裁模。

　　Cr4W2MoV 钢的热处理加工工艺：规定抗压强度、延展性较大时，选用超低温淬火、超低温回火加工工艺：淬火温度 960~980 ℃，回火温度 280~320 ℃，强度 60~62HRC 。规定热硬性和耐磨性较大时，选用持续高温淬火、持续高温回火加工工艺：淬火温度 1020~1040 ℃，回火温度 50 0~540 ℃，强度 60~62HRC 。

　　（ 4 ） 7CrSiMnMoV( 编号 CH-1) 钢 为 空淬微变型 高合金钢、火苗淬火钢，可以借助火苗开展部分淬火，淬硬层模具刀口一部分。淬火温度（ 800~1000 ℃ ），具有较好的切削性能和 淬硬性 （可以达到 60 HRC 之上），强度延展性比较高，崩 刃 后能够焊接。可取代 CrWMn 、 Cr12MoV 钢，制做样子繁杂的冲裁模。 CH-1 铝的强烈推荐热处理方法：淬火温度 900~920 ℃， 油冷 ， 190~200 ℃ 回火 1~3 钟头，强度 58~62 HRC 。

　　（ 5 ） 6CrNiSiMnMoV( 编号 GD) 钢 为高耐磨高合金钢，切削性能好，空淬变型小，耐磨性比较高。其强韧性明显高于CrWMn 和 Cr12MoV 钢，不容易崩刃或破裂。尤其适用于细而长、片状状 模座及 大中型、样子繁杂、厚壁凸凹模。

　　GD 铝的强烈推荐热处理方法：淬火温度 870~930 ℃（ 900 ℃ 更好 ），渗碳炉加温（ 45s/mm ）， 油冷或 风冷、风冷式 ， 175~230 ℃ 回火 2 钟头，强度 58~62 HRC 。因为风冷就可以淬硬层 ，也可以采用火焰加热淬火。

　　（ 6 ） 9Cr6W3Mo2V2( 编号 GM) 钢 为超耐磨高强度 韧 碳素钢，各类使用性能优良，其耐磨性、强韧性、生产加工特性均好于 Cr12 槽钢，可以用作快速冲压机冲压加工中的多轴 冲压模具等 高精密模具，是较理想的耐磨损、精密冲压模具建筑用钢。

　　GM 钢的热处理加工工艺：淬火温度 1080~1120 ℃，强度 64~66HRC 。 回火温度 540~560 ℃，回火二次。

　　（ 7 ） Cr8MoWV3Si ( 编号 ER5) 钢 属超耐磨高强度 韧 碳素钢，具有较强的电火花线切割特性，抗压强度、延展性、耐磨性都好于 Cr12 槽钢，适用大中型精密冲压模具。用以铁氧体磁芯冲裁模，一次 刃 磨使用寿命为 21 万次数，总使用寿命达到 360 万次数，是当前碳素钢冲压模具冲裁铁氧体磁芯的比较高使用寿命水准。

　　ER5 铝的强烈推荐热处理方法：对高耐磨性、高强度韧性的模具，选用 1150 ℃ 热处理， 520~530 ℃ 回火 3 次； 对轻载服现役情况下的模具，选用 1120~1130 ℃ 热处理， 550 ℃ 回火 3 次。

　　3 ．硬质合金及钢结硬质合金

　　当工件大批量巨大时，可以选择选用硬度和耐磨性比各种模具钢材牌号更高硬质合金 或钢结硬质合金 。作为模具原材料的硬质合金为 钨钴类 ，伴随着 含钴量 提升，韧性及抗拉强度提升而强度下降。针对承担撞击力比较小的模具，能够选用 含钴量比较低 的 YG10X ；承担撞击力中等水平或比较大的模具，能够选用 含钴量比较高 的 YG15 或 YG20 。硬质合金的缺陷为韧性较弱、无法生产加工，做为模具工作构件能够设计成镶拼构造。 钢结硬质合金 性能处于硬质合金和弹簧钢中间，可以机械加工制造和热处理工艺，能够用于制造繁杂高使用寿命模具。作为冲裁模 的钢结硬质合金 有 DT 、 GT35 、 TLMW50 、 GW50 等。

　　厚钢板冲裁件模具

　　厚钢板冲裁模能承受的冲工作压力高过金属薄板冲压模具，为轻载冲裁模，易损坏、崩 刃 和破裂，这就要求模具原材料应具备强的耐磨性和强韧性。

　　? 传统式模具建筑用钢 传统轻载冲裁件模具钢材牌号主要包括 T8A 、 Cr12MoV 、 W18Cr4V 、 W6Mo5 Cr4V2 等。

　　在其中 T8A 为调质钢，尽管切削性能、韧性比 T10A 钢明显改善，但易残留网状碳化物、热硬性差，只适用于产品工件大批量比较小的大厚冲裁模。 T8A 专用工具钢的热处理加工工艺为： 790~820 ℃水和油 淬， 160~180 ℃ 回火，强度 58~61HRC 。

　　W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2为高速钢，具有较高的强度、抗拉强度和耐磨性，但韧性比较低，工作中时会可能会产生崩 刃 或破裂，所以价格偏贵。建议使用超低温热处理、迅速升温热处理等工艺措施来改变其韧性。针对产品工件大批量比较大的厚钢板冲裁模，可以使用W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢做 凸 模，Cr12MoV 钢做型腔 。

　　W18Cr4V 铝的强烈推荐热处理方法： 1220~1250 ℃ 热处理； 550~570 ℃ 回火 3 次。

　　W6Mo5Cr4V2 铝的强烈推荐热处理方法： 1160~1200 ℃ 热处理 ： 550~570 ℃ 回火 3 次。

　　3. 常见模具新钢材牌号

　　为了能摆脱高速钢的缺陷，提升使用期限，轻载冲裁件模具可选用 降碳降钒 弹簧钢6 W6Mo5 Cr4V（6W6）以及以弹簧钢成分为基本，加上少量其他原素所组成的高强度韧性模具钢 — 基材钢，如 65Nb钢、LD钢、012AL钢、CG-2 钢等 。

　　（ 1）6 W6Mo5 Cr4V (6W6)钢 为高强度韧性弹簧钢，因为减少了渗碳体含量和均匀一致性，进而在维持硬度和耐磨性的前提下，抗拉强度、冲击性韧性和可塑性都是有显著提升，尽管耐磨性稍低，仍可以用超低温 氮碳共渗提升 硬度和耐磨性。其热处理方法和弹簧钢W6Mo5Cr4V2类似。

　　（ 2 ） 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) 钢 65Nb 钢源自 W6Mo5CrV2 钢正常的 热处理后基本特征，碳含量比弹簧钢低， 碳品质 成绩 的中限为 0.65% ，故称 65Nb 。各合金成分在钢中的重要性与在弹簧钢中类似， 另添加 3% 的 Nb 可以形成性能稳定的渗碳体 NbC ，可以有效阻拦奥氏体晶粒成长，改进铝的物理性能和使用性能。这类钢具有较强的耐磨性和很强的持续高温韧性，可替代 Cr12MoV 、 W18Cr4V 钢，用以轻载冲裁模和冷挤压模、 冷镦模 。

　　65Nb 钢煅造和淬火工艺性能优良，热处理温度范畴宽，退火温度还可以在 1080~1180 ℃，回火温度是 520~600 ℃中间挑选。 当采用比 W6Mo5CrV2 钢正常的 退火温度低环境温度热处理后，其机构 在碳含量 相对较低的奥氏体常规上匀称 遍布有细颗粒状 未溶渗碳体。根据热处理工艺参数调节，可以获得不一样强度、韧性、耐磨性相互配合，以可以满足不同模具的技术性能。 65Nb 钢的热处理加工工艺： 1080~1180 ℃渗碳炉加温（ 15~20s/mm ）油 淬， 520~560 ℃ 回火 2 次，强度 57~63 HRC 。

　　（ 3 ） 7Cr7Mo2V2Si (LD) 钢 LD 钢含碳量、 含钴量高过 65Nb ，含钒量也比较高。 钒可优化 晶体，提升耐磨性。所以其抗压强度、抗拉强度和耐磨性明显高于 65Nb 因为具有较好的强韧性和耐磨性，因此适合生产制造各种各样轻载模具。

　　LD 铝的强烈推荐热处理方法： 850 ℃加热， 1100~1150 ℃ 热处理； 油冷后 530~570 ℃ 回火 2~3 次，每一次 1~2 钟头，强度 57~63 HRC 。

　　（ 4 ） 5Cr4Mo3SiMnVAL (012AL) 钢 012AL 钢里加入质量浓度为 0.3~0.7% 的铝，目的在于细化晶粒，提升铝的冲击性韧性和热处理可塑性，加 Si 则为了能强化基体。 012AL 钢强韧性高，整体性能好，实用性强，是冷、热兼用型模具钢。其抗拉强度及挠度值高过 W18Cr4V 弹簧钢，取代弹簧钢作模具时极少产生断裂问题。可以用于中板料冲裁件模具和 各种冷 、热作模具。

　　012AL 铝的强烈推荐热处理方法： 1090~1120 ℃渗碳炉加温（ 30s/mm ）油 淬， 510 ℃ 回火 2 次， 每一次油冷 2 钟头 ，强度 60~62 HRC 。

　　（ 5 ） 6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2) 钢 CG-2 钢在成份里加 Ni ，加强了基材，优化了韧性和高温特性。并增加 Mo 降低 W ，从而降低渗碳体的缩松。 CG-2 钢具备强的抗压强度和强韧性，在热处理工艺到高韧性后仍能够维持较好的韧性，较切实解决了高韧性与韧性的有效相互配合。但煅造可塑性较弱，淬火后强度较高。也可以作为中板料冲裁件模具和 各种冷 、热作模具。

　　CG-2 钢的热处理加工工艺：退火温度 1100~1140 ℃加温（ 20s/mm ）， 油冷 ， 540 ℃ 回火 2 次，每一次 2 钟头，风冷，强度 60~62 HRC 。

　　二. 拉深模具原材料的选用及热处理工艺规定

　　表 11.2.1 各种各样板材适用 拉深模原材料

　　因为拉深模具的无效大多为黏附磨损和磨粒磨损，并且以黏附损坏为主导。因而选用的模具原材料务必具有很高的耐磨性及抗黏附特性，及其充足的抗压强度。按被拖 深原材料 考虑到适用拉 深模原材料 可以参考一下表 11-1 。选用的时候还应注意被拖 深原材料 的钢板薄厚、 拉深零件的 规格样子及其生产批量大小等多种因素。

　　（一） 负载拉深（拉深冷轧钢板和 铜、 铝合金型材）后的模具原材料

　　生产批量较钟头，针对样子简单筒形 浅拉深件 ，可选用 T8 、 T10 钢； 针对样子繁杂的中小企业件，选用 CrWMn 、 9Mn2V 。

　　中大批量生产或生产批量较大时，选用 Cr12MoV 。

　　生产批量非常大时，选用硬质合金 或钢结硬质合金 。

　　（二）轻载拉深（拉浓厚厚钢板、反拉深、变软拉深）后的模具原材料

　　生产批量较钟头，可选用 T10 、 CrWMn 。

　　生产批量较大时，选用 Cr12MoV 及其 GM 钢。 GM 钢的强度和韧性高过弹簧钢、 Cr12MoV ；抗黏附磨损和磨粒磨损水平明显优于基材钢和 Cr12MoV ，在拉 深模层面 已经得到较好应用。

　　生产批量非常大时，考虑到选用硬质合金 或钢结硬质合金 。

　　（三）拉深不锈钢板、 高镍合金钢 、耐热钢板的模具原材料

　　拉深这种资料时，很容易发生黏附和压光，优选模具材料为铝青铜。

　　生产批量较钟头，可选用铝青铜、 T10A （硬质氧化，留意选用硬质氧化加工工艺时涂层不可以过厚，防止拉深时脱落）。

　　生产批量较大时，选用铝青铜、 Cr12MoV 、 Cr12Mo1V1 （表层高频淬火）。

　　生产批量非常大时，选用硬质合金。

　　（四）大中型 拉深件 、汽车覆盖件的拉深模具原材料

　　能够选用合金铸铁或高韧性球墨铸件。球墨铸件可以渗入润滑脂，组织中的高纯石墨具备自润滑轴承功效，可以有效地缓解拉深里的磨擦，并且成本低、非常容易生产加工。

　　高韧性球墨铸件能够采用多物质延迟时间制冷奥氏体等温淬火，以获取相对较高的强度韧性，强度为 55~58 HRC 。先把模具迟缓加热之后再加热到 880~900 ℃，隔热保温前先气体急冷，随后食盐水 淬冷至 550 ℃上下即转到 油冷，当模温 降到 250 ℃上下，放进 180~200 ℃的油锅中等温过程维持 2~3 钟头，然后将温度降到 170 ℃上下等温过程 5~7 钟头，更终转到风冷。