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常用模具鋼介紹
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2012-04-16
我國合金工具鋼的產量已居世界前列，其中合金模具鋼約為10萬噸。我國模具工業每年消耗模具材料合計為30萬~40萬噸，其中合金模具鋼為13萬~15萬噸。
我國目前模具鋼的品種少質量低，表現在一般質量的模具鋼材多，高質量的模具鋼材少，相當部分要求高的模具鋼都需要經過真空精煉和電渣重熔，以保證鋼材的高純凈度、高致密度、高等向性，而我國通過電渣重熔的模具鋼所占的份額很小。黑皮圓棒材多，扁鋼、精料，以及經過預硬化的材料、制品、標準件少。我國模具鋼市場80%左右是黑皮圓棒材，用戶拿到材料以后還要自己改鍛改制，材料利用率低，生產周期長，不能適應模具制造業的需要。
在模具制造的成本中，材料費用往往只占模具成本的20%左右，因此對于要求較高的長壽命模具，在選用模具材料時往往需精益求精，例如采用碳化物不均勻度為5~6級的Cr12MoV鋼制造搓絲模，使用壽命往往不足1萬件；而采用碳化物不均勻度為1級的優質Cr12MoV鋼制造搓絲模，使用壽命可達幾萬件甚至幾十萬件。由于國產模具材料不能完全適應模具制造業的需要，很多高性能、長壽命、交貨日期緊迫的模具仍不得不采用進口的模具材料。如海爾集團每年所需的模具鋼、其中90%是從瑞典、德國、日本進口的，主要是進口經過預硬處理的高質量塑料模具鋼和熱作模具鋼，如從瑞典進口的718鋼(3Cr2NiMo)、618鋼(3Cr2Mo)和8407鋼(4Cr5MoSiV1)，從日本進口的SKD11(Cr12MoV)冷作模具鋼等。進口材料的價格很高，比國產材料的價格高3~5倍。 以下介紹幾種常用的模具鋼，供參考。
1． 7Cr7Mo3V2Si
7Cr7Mo3V2Si簡稱LD鋼，是一種高強韌性冷作模具鋼，與Cr12型冷作模具鋼和W6Mo5Cr4V2高速鋼比具有更高的強度和韌性，而且有較好的耐磨性適宜制造承受高負荷的冷擠、冷鐓、冷沖模具。
始鍛溫度：1120℃ 終鍛溫度：≥850℃，反復鐓拔消除帶狀組織，鍛后緩冷并立即進行球化退火。等溫球化退火工藝：860℃，保溫3小時冷到740℃等溫4小時，爐冷到500℃出爐。退火后硬度212HBS，組織：小球狀珠光體+共晶碳化物。
模具淬火溫度：1140℃，550℃回火90min. 然后經過QPQ處理，心部硬度保持61-63HRC，表面硬度更高，有較好的強韌性。
2． Cr12Mo1V1（美國牌號D2）
Cr12Mo1V1是國際上較廣泛采用的高碳高鉻冷作模具鋼，屬萊氏體鋼，具有高淬透性、淬硬性、高的耐磨性；高溫抗氧化性能好，淬火和拋光后抗銹蝕能力好，熱處理變形小；適宜制造高精度、長壽命的冷作模具、刃具和量具，例如形狀復雜的沖孔凹模、冷擠壓模、滾絲輪、搓絲板、冷剪切刀和精密量具等。化學成分見GB/T1299-2000。
C Si Mn P S Cr Mo V Co
1.40-1.60 ≤0.60 ≤0.60 ≤0.03 ≤0.03 11.00-13.00 0.70-1.20 ≤1.10 ≤1.00
該鋼可以采用二種淬火溫度。
（1） 采用較低的淬火溫度 950-1040℃ 180-230℃低溫回火 硬度60-64HRC
（2） 采用較高的淬火溫度 1050-1100℃ 510-540℃高溫回火2次 硬度60-64HRC 經QPQ處理，效果更佳。
3．DC53-日本大同特鋼公司生產
特點：
（1）、 熱處理后硬度高于SKD11，高溫（520-530℃）回火后可達62-63HRC高硬度，在強度和耐磨性方面超過SKD11。
（2）、 韌性度是SKD11的兩倍。DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出，因此，用DC53制造的很少出現裂紋和崩裂，大大提高了使用壽命。
（3）、 線切割加工后的殘余應力，經高溫回火減少了殘余應力。因此，大型模具和要求精密之模具在線切割加工后的裂紋和變形得到抑制。
（4）、 切削性和研磨性超過SKD11。DC53的切削性和研磨性優于SKD11。因此，使用DC53可增加模具壽命和減少加工工序。
用途：
（1）、 精密沖壓模：線切割加工的精密沖裁及各種用途沖壓模；
（2）、 難加工材料的塑性變形用具。冷鍛、深拉和搓線用模；
（3）、 其他。高速沖裁沖頭，不銹鋼板沖頭。
熱處理：DC53是對SKD11進行改良的新型冷作模具鋼，其技術規格載于日本工業標準（JIS）G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點，將在通用及精密模具領域全面取代SKD11。
經QPQ處理效果更好。
4. 4Cr5MoSiV1
我國的4Cr5MoSiV1與美國的H13鋼相近。世界各工業國家的工具鋼標準中幾乎都有類似的鋼號。目前，在我國模具鋼材市場上除國產的4Cr5MoSiV1外，外國的有日本的SKD61，瑞典（ASSAB）8407，德國的X40CrMoV5-1、韓國的STD-61及他們的改進型，雖然有各自國家的牌號，但都以H13鋼號出現。
該類鋼屬熱作模具鋼，由于冶煉技術的差異，質量差距大，但經QPQ處理均能獲得較為理想的效果。
5. 5Cr2NiMoVSi
5Cr2NiMoVSi鋼是比5CrNiMo更好的熱鍛模鋼，其冶煉和加工均按特級優質鋼（即“E”鋼）處理。其常規熱處理工藝為600-650℃預熱，970-980℃奧氏體化，油冷到約650-700℃轉人300-350℃回火爐等溫3-4h，回火溫度取670-680℃，保溫4-5h，回火兩次，空冷即可，硬度40-44HRC。模具最后經QPQ處理可提高耐熱疲勞強度，降低摩擦系數，延長模具壽命。
6. 3Cr2W8V
我國目前模具鋼的品種少質量低，表現在一般質量的模具鋼材多，高質量的模具鋼材少，相當部分要求高的模具鋼都需要經過真空精煉和電渣重熔，以保證鋼材的高純凈度、高致密度、高等向性，而我國通過電渣重熔的模具鋼所占的份額很小。黑皮圓棒材多，扁鋼、精料，以及經過預硬化的材料、制品、標準件少。我國模具鋼市場80%左右是黑皮圓棒材，用戶拿到材料以后還要自己改鍛改制，材料利用率低，生產周期長，不能適應模具制造業的需要。
在模具制造的成本中，材料費用往往只占模具成本的20%左右，因此對于要求較高的長壽命模具，在選用模具材料時往往需精益求精，例如采用碳化物不均勻度為5~6級的Cr12MoV鋼制造搓絲模，使用壽命往往不足1萬件；而采用碳化物不均勻度為1級的優質Cr12MoV鋼制造搓絲模，使用壽命可達幾萬件甚至幾十萬件。由于國產模具材料不能完全適應模具制造業的需要，很多高性能、長壽命、交貨日期緊迫的模具仍不得不采用進口的模具材料。如海爾集團每年所需的模具鋼、其中90%是從瑞典、德國、日本進口的，主要是進口經過預硬處理的高質量塑料模具鋼和熱作模具鋼，如從瑞典進口的718鋼(3Cr2NiMo)、618鋼(3Cr2Mo)和8407鋼(4Cr5MoSiV1)，從日本進口的SKD11(Cr12MoV)冷作模具鋼等。進口材料的價格很高，比國產材料的價格高3~5倍。 以下介紹幾種常用的模具鋼，供參考。
1． 7Cr7Mo3V2Si
7Cr7Mo3V2Si簡稱LD鋼，是一種高強韌性冷作模具鋼，與Cr12型冷作模具鋼和W6Mo5Cr4V2高速鋼比具有更高的強度和韌性，而且有較好的耐磨性適宜制造承受高負荷的冷擠、冷鐓、冷沖模具。
始鍛溫度：1120℃ 終鍛溫度：≥850℃，反復鐓拔消除帶狀組織，鍛后緩冷并立即進行球化退火。等溫球化退火工藝：860℃，保溫3小時冷到740℃等溫4小時，爐冷到500℃出爐。退火后硬度212HBS，組織：小球狀珠光體+共晶碳化物。
模具淬火溫度：1140℃，550℃回火90min. 然后經過QPQ處理，心部硬度保持61-63HRC，表面硬度更高，有較好的強韌性。
2． Cr12Mo1V1（美國牌號D2）
Cr12Mo1V1是國際上較廣泛采用的高碳高鉻冷作模具鋼，屬萊氏體鋼，具有高淬透性、淬硬性、高的耐磨性；高溫抗氧化性能好，淬火和拋光后抗銹蝕能力好，熱處理變形小；適宜制造高精度、長壽命的冷作模具、刃具和量具，例如形狀復雜的沖孔凹模、冷擠壓模、滾絲輪、搓絲板、冷剪切刀和精密量具等。化學成分見GB/T1299-2000。
C Si Mn P S Cr Mo V Co
1.40-1.60 ≤0.60 ≤0.60 ≤0.03 ≤0.03 11.00-13.00 0.70-1.20 ≤1.10 ≤1.00
該鋼可以采用二種淬火溫度。
（1） 采用較低的淬火溫度 950-1040℃ 180-230℃低溫回火 硬度60-64HRC
（2） 采用較高的淬火溫度 1050-1100℃ 510-540℃高溫回火2次 硬度60-64HRC 經QPQ處理，效果更佳。
3．DC53-日本大同特鋼公司生產
特點：
（1）、 熱處理后硬度高于SKD11，高溫（520-530℃）回火后可達62-63HRC高硬度，在強度和耐磨性方面超過SKD11。
（2）、 韌性度是SKD11的兩倍。DC53的韌性在冷作模具鋼中較為突出，因此，用DC53制造的很少出現裂紋和崩裂，大大提高了使用壽命。
（3）、 線切割加工后的殘余應力，經高溫回火減少了殘余應力。因此，大型模具和要求精密之模具在線切割加工后的裂紋和變形得到抑制。
（4）、 切削性和研磨性超過SKD11。DC53的切削性和研磨性優于SKD11。因此，使用DC53可增加模具壽命和減少加工工序。
用途：
（1）、 精密沖壓模：線切割加工的精密沖裁及各種用途沖壓模；
（2）、 難加工材料的塑性變形用具。冷鍛、深拉和搓線用模；
（3）、 其他。高速沖裁沖頭，不銹鋼板沖頭。
熱處理：DC53是對SKD11進行改良的新型冷作模具鋼，其技術規格載于日本工業標準（JIS）G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點，將在通用及精密模具領域全面取代SKD11。
經QPQ處理效果更好。
4. 4Cr5MoSiV1
我國的4Cr5MoSiV1與美國的H13鋼相近。世界各工業國家的工具鋼標準中幾乎都有類似的鋼號。目前，在我國模具鋼材市場上除國產的4Cr5MoSiV1外，外國的有日本的SKD61，瑞典（ASSAB）8407，德國的X40CrMoV5-1、韓國的STD-61及他們的改進型，雖然有各自國家的牌號，但都以H13鋼號出現。
該類鋼屬熱作模具鋼，由于冶煉技術的差異，質量差距大，但經QPQ處理均能獲得較為理想的效果。
5. 5Cr2NiMoVSi
5Cr2NiMoVSi鋼是比5CrNiMo更好的熱鍛模鋼，其冶煉和加工均按特級優質鋼（即“E”鋼）處理。其常規熱處理工藝為600-650℃預熱，970-980℃奧氏體化，油冷到約650-700℃轉人300-350℃回火爐等溫3-4h，回火溫度取670-680℃，保溫4-5h，回火兩次，空冷即可，硬度40-44HRC。模具最后經QPQ處理可提高耐熱疲勞強度，降低摩擦系數，延長模具壽命。
6. 3Cr2W8V
3Cr2W8V鋼是典型熱強鋼型熱作模具鋼，應用日久且極為廣泛。缺點是導熱性差，易開裂，塑性、韌度、熱疲勞性能均有所下降。目前3Cr2W8V應用日少，為新型的熱強型熱作模具鋼所代替，如3Cr3Mo3W2V,4Cr3Mo3SiV,5Cr4W5Mo2V,5Cr4Mo3SiMnVAl以及ASSAB的QRO45，美國的H19等。以上鋼制模具熱處理后再經QPQ處理，可提高抗熱疲勞能力、抗氧化能力，大幅度提高模具壽命。
以上資料由上海艾荔艾金屬材料有限公司提供，歡迎新老客戶來電洽購。
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