冷作模具材料的选用实例
（1）冲模材料的选择
冲模材料应根据被加工工件的材料种类、厚度、生产批量、尺寸和形状复杂程度、工作载荷大小、失效形式、模具成本等因素，合理地进行选择，见表3-3。
表3-3 冲模材料的选用举例及硬度要求
注：1.当加工低硬度的纸板，软质塑料板，铝、镁、铜等非铁金属，且生产批量不大时，可选用碳素工具钢或低合金冷作模具钢作为模具材料；生产批量、模具尺寸较大时，可选用中高合金模具钢制造。
2.对于大中型模具，制造工艺复杂，加工成本高，材料成本高，可选用高耐磨、高淬透性、变形小的高碳中铬钢、高铬钢、高速工具钢、基体钢、高强韧性低合金冷作模具钢制造。
3.对于大量生产的冲模，要求使用寿命高的可选用硬质合金或钢结硬质合金制造。
（2）冷镦模材料的选择
根据冷镦模的工作条件及硬化层不能过浅也不能整个截面淬硬的特点，冷镦模材料的选择，应根据模具零件不同部位的受力情况、截面大小、硬化层深度要求以及生产批量的大小等因素来决定。冷镦模的材料选用举例及工作硬度要求见表3-4。
表3-4 冷镦模材料的选用举例及硬度要求
注：1.对于轻载荷的小型凹模，大都采用表面具有一定硬化层的整体模块。当要求硬化层深度不大时，可选用T10A钢（淬硬层1.5～2mm）制造；如要求较深些的硬化层，则可选用低合金模具钢。
2.对于载荷较重和形状较复杂的凹模，可选用高碳中铬钢或者用高速工具钢、基体钢制作的嵌镶模块，这种嵌镶模块可以用压入法或热套法嵌入用韧性较好的材料制成的内模套。产量较大时（如超过20万件）可选用钨钴类硬质合金制成的嵌镶模块，这类材料耐磨性高，且公差小，使用寿命长，足以补偿其高的成本费用。
3.用于制作冷镦凸模（冷作冲头）的材料，应当有好的减摩性和耐磨性，还要有足够的硬度，以免在受冲击的地方塌陷。轻负荷时，大多数采用碳素工具钢（T10A等）或低合金工具钢（GCr15、CrWMn）制造。在模具尺寸较大和重载时，采用与凹模相同的材料制成模块镶拼模具。
4.切裁工具必须硬而耐磨，并需要一定的热硬性。顶杆要有好的韧性，同时也要求耐磨，选择这类辅助材料时，可根据具体情况来决定。
（3）拉深模材料的选择
拉深模将室温的金属薄板在凸模和凹模之间拉深变形，形成近似于凸模形状的杯形工件。对拉深模的主要性能要求是具有高的强度和耐磨性，在工作中不发生粘附和划伤。根据工作条件推荐选择的拉深模材料见表3-5。
表3-5 拉深模材料的选用举例及硬度要求
① 合金铸铁成分（质量分数）：C3%、Si1.6%、Cr0.4%、Mo0.4%，摩擦面进行火焰淬火。
② 合金铸铁成分同①，仅是摩擦面火焰淬火到＜420HBW。
③ 冲头材料，除合金铸铁外，最好镀铬。
④ 嵌镶于经火焰淬火的低合金铸铁中。
⑤ 大、中型制品是指外径及高度＞200mm者。
⑥ 硬质合金模胚外面必须镶套，模套材料可采用中碳钢或中碳合金钢。
（4）冷挤压模材料的选择
冷挤压是在常温下利用模具在压力机上对金属以一定的速度施加相当大的压力，使金属产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的工件（或产品）。因此冷挤压模具必须有高的强韧性，良好的耐磨性，一定的热疲劳性和足够的耐回火性。冷挤压模的材料选用举例及硬度要求见表3-6。
表3-6 冷挤压模的材料选用举例及硬度要求(https://www.daowen.com)
注：钢结硬质合金应外附模套，模套材料可采用中碳钢或中碳合金钢，如45、50、40Cr钢等。
（5）拉丝模材料的选择
拉丝模属于变形量小的冷作压力加工模具，刃口部分承受强烈的摩擦力和径向弯曲力，因此要求高的硬度和耐磨性以及良好的抗粘附性能。其材料选择，主要是根据被加工材料的类别、线径大小、生产批量等因素和力求经济适用的原则来决定。拉丝模材料的选用举例及硬度要求见表3-7。
（6）螺纹压制模具材料的选择
压制螺纹的模具，常用的有搓丝板与滚丝轮。常用高速工具钢W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V或中合金空淬冷作模具钢Cr5Mo1V制造。
1）推荐的压制螺纹模具材料与淬火、回火硬度（表3-8）。
表3-7 拉丝模材料的选用举例及硬度要求
注：为防止金刚石和硬质合金制作的模块破裂，模坯外面必须镶套。模套材料可选用45或50钢，也可选T7A、T10A或T12A钢。拉丝模的工作应力很大时，应选用合金钢，常用钢号有9SiCr、30CrMnSi、40Cr或4Cr5W2Si、4Cr5MoSiV。
表3-8 推荐的压制螺纹模具材料与淬火、回火硬度
注：在压制螺纹过程中，搓丝板和滚丝轮反复受到很大的压应力和弯曲应力，在大批量生产中，特别是当压制高强度材料的工件时，载荷进一步增加，而且受到强烈的摩擦磨损。这要求制造压制螺纹模具的材料具有高强度、高耐磨性、良好的韧性和疲劳强度。为此，对于采用的模具钢淬火、回火硬度，就要兼顾钢的综合性能，一般采用较低的硬度。对于高速工具钢一般采用降低温度淬火的工艺，以适应模具对材料韧性的要求，在淬火后要求及时进行2～3次回火。
2）压制螺纹模具用钢的选择（表3-9）。
表3-9 压制螺纹模具用钢的选择
注：1.压制螺纹的模具，常用的有扁平状的搓丝板和圆形的滚丝轮。最常用W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速工具钢和Cr12MoV、Cr12Mo1V1高碳高铬型冷作模具钢及Cr5Mo1V中合金空淬冷作模具钢制造。工作条件比较苛刻的大直径和大螺纹工件，一般选用W6Mo5Cr4V2、Cr12MoV、Cr12Mo1V1高碳高铬型冷作模具钢制造。当压制软钢（﹤95HRB）、铝合金、铜合金工件，生产批量不大时，搓丝板可选用Cr5Mo1V、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等钢种，滚丝轮则采用Cr5Mo1V。当压制硬度≥95HRB的钢或不锈钢工件时，或生产批量较大时，搓丝板和滚丝轮都可采用Cr12MoV、Cr12Mo1V1、W6Mo5Cr4V2等钢种。
2.当压制螺纹的工件坯料硬度达到40～42HRC，生产高强度螺栓时，应用高韧性、高耐磨性的9Cr6W3Mo2V2钢，平均使用寿命可以达到5000件，是Cr12MoV钢（平均寿命350件）模具的十几倍。
3.当模具采用淬火、回火再磨制螺纹的工艺流程时，为了防止磨削裂纹的产生，最好不采用高碳、高铬型模具钢，而采用W6Mo5Cr4V2钢较好，因为后者对磨削裂纹的敏感性要低一些。
（7）精密冲裁（简称精冲）模具材料的选择
根据模具的使用性能，具有较高的制造精度要求，应选用金相组织良好、加工工艺性能和热处理工艺性能优良的材料制造。精冲模材料的选用举例及硬度要求见表3-10。
表3-10 精冲模材料的选用举例及硬度要求
（8）新型冷作模具钢的选择
在选用冷作模具材料时，应重视新型模具材料的应用。新型冷作模具钢在冲裁模方面的应用效果比较见表3-11。
表3-11 新型冷作模具钢在冲裁模方面的应用效果比较
