隨著機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)中依靠冷作模制造的零件越來(lái)越多，使用的冷變形模具種類越來(lái)越多。冷體積模鍛(冷鐓、冷擠壓、壓印等)；板料沖壓(如拉伸、落料、切邊、沖孔等)；材料軋制(冷軋、軋輪成型等)。雖然冷變形模具的種類繁多，工作條件不一，性能要求也有所不同，但基礎(chǔ)工作情況相近：即均在冷狀態(tài)下使金屬變形，工作時(shí)承受較大的剪切力、壓力、彎曲力、沖擊力和摩擦力。
因而對(duì)這類模具鋼應(yīng)具有以下基本性能：
1)高硬度和高強(qiáng)度，以保證在承受高應(yīng)力時(shí)不容易產(chǎn)生微量塑性變形或破壞。
2)高的耐磨性能，在高的磨損條件下能保證模具的尺寸精度，這點(diǎn)對(duì)拉伸模和冷沖壓模顯得更加重要。
3)足夠的韌性，以便在沖擊載荷和動(dòng)載荷下，不易發(fā)生工作韌的剝落或崩潰。
4)熱處理變形要小，因大多數(shù)模具具有復(fù)雜的型腔和精確精度，熱處理的變形很難用修磨加工來(lái)消除，此外有些冷變形模具還應(yīng)有足夠的耐熱性能。如何合理的選擇冷變形模具的材料和恰當(dāng)?shù)臒崽幚硎侄?，以提高模具的使用壽命是生產(chǎn)中最為關(guān)心的問(wèn)題，作為冷變形模具的正常失效應(yīng)該是磨損、微量的塑性變形和疲勞失效。但在實(shí)際生產(chǎn)中，除磨損失效外，而以崩韌折斷、開裂等提前失效，屢見不鮮。眾所周知，影響冷變形模具的使用壽命是一個(gè)綜合的因素；原材料選擇的合理性、原材料內(nèi)部的冶金質(zhì)量、設(shè)計(jì)和制造工藝的合理性、使用條件和操作工人的技術(shù)水平等。
1、冷變形模具鋼的選材問(wèn)題
冷變形模具的選材應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：
1)模具的工作條件，包括設(shè)備種類、加工頻率、被加工的材質(zhì)、潤(rùn)滑及環(huán)境等；
2)模具形態(tài)的復(fù)雜程度及加工程序；
3)產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及技術(shù)要求；
4)模具材料來(lái)源的難易及加工條件，大型模具的材料費(fèi)用往往占模具成本的50%以上，對(duì)于形態(tài)復(fù)雜、精度要求高的模具，宜選用淬火變形小的模具鋼。
根據(jù)實(shí)際使用，常用的冷變形模具鋼有低淬透性鋼、低變形鋼、微變形鋼、高強(qiáng)度鋼、高韌性鋼、抗沖擊冷變形模具鋼。
2、各類冷變形模具鋼的特點(diǎn)和相應(yīng)的處理工藝
2.1低淬透性冷變形模具鋼這類鋼以碳素工具鋼尤以高碳絡(luò)鋼GCr15和9Cr2Mo等為主：其中以GCr15軸承鋼和9Cr2Mo來(lái)制作各種成型軋輪和制作冷軋輥為代表，GCr15鋼具有良好的耐磨性，但淬透性差，淬火變形大，作為小型冷軋輥(φ≤200m/m)可采用整體加熱或整體高溫900―950℃快速加熱，淬火冷卻用鹽水→油，控制工件在鹽水中的冷卻時(shí)間而后經(jīng)200―220℃回火，輥表面硬度控制在Rc60―62之間，能獲得較高的使用壽命，如硬度Rc≥62以上易造成輥表面在軋制時(shí)產(chǎn)生表面剝落，用GCr15所制的各種成型軋輪可用堿浴等溫淬火或用二硝、三硝溶液淬火，控制在溶液中的冷卻時(shí)間，取出空冷或油冷能使軋輪獲得表面高硬度變形小的效果。
隨著加工工業(yè)的發(fā)展，材料改制工業(yè)大量的發(fā)展，相應(yīng)的各種高速多輥軋用鋼9Cr2Mo何德國(guó)軋輥鋼86CrMoV7有必要在工業(yè)方法上
要有新的突破，要在強(qiáng)韌化處理上作文章，在采用新的軋輥用鋼也要有新的突破。目前在高速軋機(jī)的工作輥何傳動(dòng)輥有采用D2(Cr12MOv；Cr12Movco)和5H12(5Cr5MovSi)等。要根據(jù)接觸擠壓疲勞應(yīng)力和摩擦磨損的觀點(diǎn)去選用工作輥的材料，同抗斷帶來(lái)事故的能力去選用傳動(dòng)輥的材料。
2.2低變形變形模具鋼
1)Mn-Cr-W系，這是各國(guó)通用的綜合性能優(yōu)良的代表鋼種，以CrMn為代表鋼。此鋼具有熱處理變形小，耐磨性能較高的特點(diǎn)，具有較高的淬透性和韌性。用CrWMn鋼制作的模具，如采用合理的熱處理工藝，控制和調(diào)節(jié)好，淬火時(shí)造成的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，減少變形完全可以替代工廠常用的Cr12制作的落料模具。
2)Mn系，9Mn2V是我國(guó)作為CrWMn，9CrSi等的代用鋼，可用于制造冷沖模、落料模、剪刀、彎曲模。
3)SiMnMo系石墨鋼，特點(diǎn)是含Si量高，在強(qiáng)烈的石墨化元素Si的作用下，部分碳是石墨化狀態(tài)存在，使鋼具有自潤(rùn)作用，具有較高的抗咬合性，良好的切削性和耐磨性，熱處理變形小，尺寸穩(wěn)定。SiMnMo鋼，用于制作表面質(zhì)量要求嚴(yán)格的彎曲、拉伸、整形沖模能顯著提高沖件的質(zhì)量。
2.3高耐磨微變形冷變形模具鋼以Cr12Mov型為代表，這是國(guó)內(nèi)外最廣泛采用的高性能冷變形模具鋼。Cr12Mov是改進(jìn)Cr12鋼，碳含量過(guò)高，造成嚴(yán)重的大塊狀碳化物不均勻的缺點(diǎn)。Cr12Mov鋼的特點(diǎn)是具有高的耐磨性、淬透性，是微變形冷沖裁模，冷鐓模的主要材料目前一般工廠中仍廣泛使用Cr12鋼，改材料具有高的硬度，高耐磨性，高淬透性，尤其是熱處理后變形微小，鉗加工時(shí)銼削性能好，在用于沖裁成型模、拉伸模等模具上仍獲得廣泛使用。但Cr12材料得嚴(yán)重碳化物不均勻和形成大塊狀碳化物得分布，成為模具在使用中造成崩韌、開裂、折斷過(guò)早失效得根源。根據(jù)作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如一些落料沖模具使用貝氏體和殘奧加碳化物的混合組織，使用壽命將有明顯提高。 
責(zé)任編輯：許月華
