如何合理選擇模具鋼材，是一個對照複雜的系統工程，但也是模具製造的樞紐環節，是關係到模具壽命和成本的一項主要工作，下面從模具鋼材的基賦機能、工藝機能、冶金質量、通用性及使用要求等身分來解析。 ㈠模具鋼材的基賦機能進行模具材料選擇時，必需起首考慮模具鋼材的某些基賦機能必需能順應所製造的模具的需要，在一般情況下，箇中三種機能是首要的，即鋼的耐磨性、韌性、硬度和紅硬性。這三種機能可以對照周全地反映模具鋼材的綜合機能，應可以在一定水平上抉擇其應用規模。當然對於一種模具的要求來說，可能箇中的一種或兩種是首要的，而其餘的一種或兩種是次要的。 ⒈模具鋼材的耐磨性模具工作時，輪廓往往要與工件發生多次強烈的摩擦，模具必需在此情況下仍能貫串連線其尺寸精度和輪廓粗糙度，不致於早期掉落效。要求模具鋼材既能承受機械磨損，而且在承受過載和高速摩擦時，模具被摩擦輪廓能夠形成薄而緻密附著的氧化模，貫串連線潤滑感化，防止模具和被加工工件的輪廓之間發生粘附、焊接招致工件輪廓擦傷，又能削減模具輪廓進一步氧化造成的損傷。為了改善模具鋼材的耐磨性，就要採納合理的出產工藝和處置工藝，使模具鋼材既具有高硬度又使模具鋼中的碳化物等硬化相的組成、描寫和分佈合理，當然模具工作過程中的潤滑情況和模具鋼材的輪廓處置，也對改善模具的耐磨機能有優勝的影響。 ⒉模具鋼材的韌性對於受強烈衝擊載荷的模具，如冷作模具的衝頭，錘用熱鍛模具、冷鐓模具、熱鐓鍛模具等，模具鋼材的韌性是十分主要的考慮身分，對於在高溫下工作的模具，還必需考慮其在工作溫度下的高溫韌性。對於多向受衝擊載荷的模具，還必需考慮其等向性。模具鋼材的化學成分、晶粒度、碳化物、夾雜物的組成數目、描寫、尺寸和分佈情況：金相組織、微觀偏析等，城市對模具鋼材的韌性帶來影響。鋼的純淨度、鍛軋變形的標的目的會對橫向機能發生很大的影響。模具材料的韌性往往和耐磨性、硬度是互相矛盾的。因之根據模具的具體工作情況，選擇合理的模具材料，並採用合理的精髓精闢、熱加工和熱處置、輪廓處置工藝使模具鋼材得到耐磨性和韌性等綜合機能的最佳共同，以順應模具的需要，是模具鋼材的主要成長的路子。 ⒊硬度和紅硬性硬度是模具製造模具鋼材的首要技術機能指標，模具在工作時必需具有高的硬度和強度，才能貫串連線其正本的外形和尺寸，一般冷作模具鋼，要求其淬回火硬度為HRC60旁邊，而熱作模具鋼為HRC45~50旁邊，並且要求熱作模具鋼材在其工作溫度下仍貫串連線一定的硬度。紅硬性是手印具鋼材在一定溫度下貫串連線其硬度和組織穩定性抗軟化的能力，對於熱作模具鋼和部分過載荷冷作模具鋼，是主要的機能指標。其餘，還要根據不合模具的實際工作條件，分袂考慮其實際要求的機能，如對熱作模具鋼要考慮其抗冷熱疲睏機能，對壓鑄模具應考慮其耐融熔金屬的沖蝕機能；對於過載荷型腔模具應注重其等向性；對於高溫工作的熱作模具應考慮其在工作溫度下的抗氧化機能；對於在腐蝕介質工作的模具，應注重其抗腐蝕機能；對在高載荷下工作的模具應考慮其抗壓強度、抗拉強度和抗彎強度、疲睏強度及斷裂韌度等。 ㈡模具鋼材的工藝機能在模具總的製造成本中，稀奇是對於小型慎密複雜模具，模具材料費往往只佔總成本的10%～20%，有時甚至低於10%；而機械加工、熱處置、輪廓處置、裝配、經管等費用要佔成本的80%以上。所以模具材料的工藝機能就成為影響模具成本的一個主要身分，改善模具的工藝機能，不僅可以使模具出產工藝簡單，易於製造，而且可以有用地降低模具製造費用。模具材料的工藝機能，經常要考慮的有以下幾種。 ⒈可加工性
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模具材料的可加工性包孕冷加工機能，如切削、磨削、拋光、冷擠壓、冷拉工藝性，熱加工機能包孕熱塑性和熱加溫度規模等。模具鋼首要屬於過共析鋼和萊氏體鋼，冷加工和熱加工機能一般都不太好，在出產過程中，必需嚴重地節制熱加工和冷加工的工藝引數，以避免發生缺陷和廢品，另一方面還必需經由過程改善鋼的純淨度，削減有害的雜質，改善鋼的組織狀況，並採納一些舉措，以改善鋼的工藝機能，降低模具的製造費用。為了改善模具鋼的切削性和磨削性，從20世紀30年月起頭，研究向鋼中加入適量的硫、鉛、鈣、稀土金屬等元素或導致模具鋼中碳的石墨化的元素，成長了各類易切削模具鋼。今後發現有些易切削元素加入今後，會在模具鋼中出產一些有害的夾雜物（如硫化鐵等），會使鋼的力學機能，稀奇是橫向的塑性、韌性下降，於是又在精髓精闢後期對鋼水進行變性處置，經由過程加入變性劑（如SiCa，稀土元素等），形成富鈣硫化物或稀土硫化物使硫化物球化，抑制了硫對鋼的力學機能的晦氣影響，保留和施展了其對鋼的可加工性和磨削性的有利感化，使易切削模具鋼得到進一步地成長。有些模具材料，如高釩高速鋼、高釩高合金模具鋼的磨削性很差、磨削比很低，未便於磨削加工，近年來改用粉末冶金出產，可以使鋼中的碳化物細小、平均，完全消除了通俗工藝出產的高釩模具鋼中的大顆粒碳化物，不只使這類鋼的磨削性大為改善，而且改善了鋼的塑性、韌性等機能，使之能在模具製造中推廣應用。有些模具對輪廓粗糙度要求很低，如要求鏡面拋光的塑料模具和一些冷作模具。就要採用拋光機能很好的模具材料，這類鋼種往往要採用電渣重熔或真空電弧重熔等工藝進行精髓精闢，得到高純淨度的鋼材，以順應鏡面拋光的要求。⑴皮紋加工性：有些塑料製品要求製造有皮紋、裝飾性圖案或文字名堂的輪廓，為了出產這些製品，就要求在壓制這些製品的模具輪廓加工出相應的清晰的花紋、圖案來。而加工這些圖案、皮紋一般是採用化學蝕刻工藝，要求模具材料要能順應這種化學蝕刻工藝，蝕刻今後，能夠在模具輪廓得到圖案清晰、紋理清晰的皮紋和圖案。⑵鍛造工藝機能：為了簡化出產工藝，國內外近年來致力於成長採用鍛造工藝直接出產出接近成品模具外形的鍛造毛坯。如我國已經研究採用鍛造工藝出產一部分冷作模具、熱作模具和玻璃成形模具。相應地成長了一些鍛造模具用鋼，對這類材料要求具有優勝的鍛造工藝機能，如流動性、縮短率等。⑶焊接性：有些模具要求在工作條件最苛刻的部分堆焊接特種耐磨或耐蝕材料，有些模具但願在使用過程中採用堆焊工藝進行修復後從新使用。對這類模具就要求選用焊接性好的模具材料，以簡化焊接工藝，可以避免或簡化焊前預熱和焊後處置工藝，更好地順應焊接工藝的需要，相尖地成長了一批焊接性優勝的模具材料。⑷冷變形性：為了簡化工藝，提高模具的製造效率，對批量出產的型腔模具，有些採用冷擠壓工藝壓制型腔，用淬硬的凸模將模具的型腔直接壓制出來，要求模具材料具有優勝的冷變形機能，如塑料模具鋼中的低碳低矽鋼就具有優勝的冷變形機能。 ⒉淬火溫度和淬火變形為了便於出產，但願模具材料的淬火溫度規模要寬一些，稀奇是有些模具要求採用火焰加熱區域性淬火時，難以精確地測量和節制溫度，就要求模具鋼能順應較寬的淬火溫度規模，模具在熱處置時，要求其變形水平要小，稀奇是一些外形複雜的慎密模具，淬硬今後難以修整，就對淬回火的變形水平要求更為嚴重，應該選用微變形模具鋼製造。 ⒊淬透性和淬硬性淬硬性首要取決於鋼的碳含量，淬透性首要取決於鋼的化學成分、合金元素含量和淬火前的組織狀況。對於大部分要求高硬度的冷作模具，對淬硬性要求較高；對於大部分熱作模具和塑料模具，對於硬度的要求不太高，往往更多地考慮其淬透性；稀奇是對於一些大截面深型腔模具，為了使模具的心部也能得到優勝的組織和平均的硬度，就要求選用淬透性好的模具鋼。其餘對於外形複雜、要求精度高又容易發生熱處置變形的模具，為了削減其熱處置變形，往往儘可能採用冷卻能力衰的淬火介質（如油冷、空冷、加壓淬火或鹽浴淬火），就需要採用淬透性較好的模具材料，
以得到愜心的淬火硬度和淬硬層深度。 ⒋氧化脫碳敏感性模具在加熱過程中，若是發生氧化、脫碳現象，就會改變模具的外形和機能，影響模具的硬度、耐磨性和使用壽命，招致模具早期掉落效。有些鉬含量高的模具鋼，由於容易氧化、脫碳，有一段時候限制了其推廣應用，直到熱處置工藝裝備成長今後，採用特種熱處置工藝（如真空熱處置，可控氛圍熱處置、鹽浴熱處置等）今後，能夠避免氧化、脫碳，這類模具鋼，才順遂得到推廣應用。鉬基合金雖然具有極為優秀的高溫機能，然則由於在高溫下極易氧化，嚴重地限制了其應用規模。㈢模具鋼材的冶金質量冶金質量也對模具鋼材的機能有很大的影響，只有具有優秀的冶金質量，才能充裕施展模具材料的各類機能。是以對於出產慎密、複雜、長壽命的模具，必需選用冶金質量優秀的適宜的材料。國內外首要冶金出產部門也千方百計致力於模具鋼材冶金質量的提高。首要有以下幾個方面： ⒈冶煉質量對於高質量的模具鋼材，國內外遍及採用爐外精髓精闢、真空處置、真空冶煉、噴粉處置、電渣重熔等工藝、降低鋼中的有害元素、氧、氫和夾雜物的含量，進行化學成分和澆注溫度的微調。經由過程電渣重熔還能夠有用地改善鋼的低倍組織和緻密度，提高模具鋼材的等向性。國內一些出產廠的試驗說明電弧爐出產的4Cr5MoSiV1鋼的橫向衝擊韌度值只相當於縱向的31%，經由過程電渣重熔今後的4Cr5MoSiV1鋼，橫向衝擊韌度值可相當於縱向的70%，提高1倍以上。對於稀奇要求的模具鋼材，則採用粉末冶金工藝出產的粉末高速鋼和粉末高合金模具鋼，可以更好地改善鋼的組織和機能。 ⒉鍛造軋製工藝在保證一定的鍛造比的根蒂上，儘可能採用鐓粗一拔長鍛造和交叉軋製工藝，以提高模具材料的等向性。為了削減加工餘量，提高材料的壟斷率，遍及採用精鍛機、快鍛水壓機、高精度連軋機出產，供給高精度的鋼材順應模具製造的需要。 ⒊熱處置和精加工鍛、軋材的熱處置，應採用可控氛圍或真空熱處置，避免氧化脫碳，對有些塑料模具鋼和熱作模具鋼應由冶金部門進行預硬處置。對有些要求高的熱作模具材料應由冶金部門預先輩行組織細化處置，消除鋼中的粗大碳化物和鏈狀分佈的碳化物，得到細小、平均分佈的碳化物組織，以進一步改善鋼的各類機能，稀奇是等向性。根據國外的一些報道，有些熱作模具鋼經由過程電渣重熔—多向鍛造（軋製）—組織細化處置，出產出高質量高檔向性的模具鋼，其橫向的衝擊韌度值可以相當於縱向的90%以上。不少鋼廠對這種工藝出產的鋼命名了商品牌號,如奧地利伯樂鋼廠的ISODISC；日今天立金屬公司的ISOTROPY，日本高周波鋼業公司的MICROFINE等，我國不少冶金出產部門也在致力於這項工作。其餘從鋼材各部位的冶金質量考慮，製造模具時應注重使模具的首要工作面（如型腔或刃部）選擇接近鋼材的輪廓位置；因為在一般情況下鋼材的輪廓是鋼材對照潔淨的部位，而鋼材的心部是鋼材低倍缺陷對照集中的區域；稀奇是在大截面萊氏體鋼材中，中間部位鋼的共晶碳化物不服均度會比輪廓部位超過2～3級。還有模具的首要承受載荷的標的目的最好能選擇與鋼材的變形標的目的相一致，以削減鋼材的各向異性對模具的晦氣影響。 ⒋導熱性導熱性也是模具鋼材，稀奇是有些熱作模具鋼材和塑料模具鋼材的首要機能指標之一。導熱性好的模具鋼材，能把加工中發生的熱量和加工工件傳來的熱量敏捷傳出，避免模具工作輪廓發生過熱現象改善模具的工作條件。對一些熱塑性塑料成形用的模具和一些壓鑄模具，為了加速出產節奏但願壓制的工件敏捷降溫脫模，以提超過跨過產率，為熟悉決這一問題，有時選用一些比鋼鐵導熱性更好的模具材料，如高強度銅合金、高強度鋁合金等。 ⒌精料和製品化
為了縮短了模具的製造週期，模具製造部門在選購模具鋼材時，應可能選用精料和製品，如經由剝皮，冷拔或磨削加工的精品鋼材，經由粗加工、精加工、甚至精加工淬火回火的模組。模具製造部門壟斷這些精料和製品稍進行加工即可與標準模架裝配使用。既可以有用地縮短模具製造週期，順應模具使用部門的需要，又因為前一階段精料和製品的出產是在冶金廠高效率多量量出產的，可以降低出產費用，提高材料壟斷率。 ㈣合理選擇模具鋼材應考慮的其他身分在進行模具鋼材選擇時，根據模具的使用條件和要求，除了必需考慮以上各類身分，稀奇是模具鋼材的首要機能必需與模具的使用條件要求相順應外，還需要考慮選用的模具鋼材的代價和通用性。一般情況下，當出產的工件批量很大，模具的尺寸較小時，模具鋼材在模具製造費用中所佔的份額很小，模具鋼材的代價可不作為首要考慮的指標，可以儘量選擇對照高階的合用的模具鋼材。而對於大型或特大型外形較簡單的模具，由於模具鋼材的費用將在模具總的成本中佔較大的份額，所以可以根據出產工件的批量，選用代價較低的模具鋼材，或者模具本體選用代價低的模具鋼材，而在模具的樞紐工作部位，如型腔或刃口處，採用鑲塊或堆焊的方法將高階的模具鋼材鑲上去或堆焊上去，既能提高模具的使用壽命，又能降低材料費用。模具鋼材的通用性，也是選用模具鋼材時必需考慮的身分。模具鋼材一般用量不大，品種、規格良多，為了便於在市場上採購和備料，應該考慮材料的通用性。除了稀奇要求以外，儘可能採用大量出產的通用型模具鋼材，由於通用型模具鋼材技術對照成熟，儲蓄儲蓄積聚的出產工藝和使用經驗較多，機能資料也對照完整，便於在設計和製造過程中參考。其餘選用通用型模具鋼材，可以便於採購、備料和材料經管工作。