模具钢的特性

文章出处：网责任编辑：作者：人气：-发表时间：2023-07-21 15:05:00

一.模具钢的特性

模具钢的质量和使用寿命与制造模具的钢材及工艺有着密切的关系，因此在评述模具钢的特性时既要考虑其使用性能还要考虑其工艺的性能。

（一）模具钢在使用性能上主要考虑的因素

大多数模具在使用中需要考虑淬硬工具钢的某些基本性能，最重要的选择因素是耐磨性、硬度和红硬性及强度和韧性，这三种重要性能综合决定了工具钢的行为。

1.耐磨性

模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力，要求模具在这种条件下仍能保持其形状不变，经久耐用。模具钢的耐磨性不仅取决于钢的成分、组织和性能，而且与工作温度。载荷（压力），状态、润滑介质等有较大的关系，提高钢的硬度，有利于高钢的耐磨性，但到一定硬度值之后，再提高硬度对提高耐磨性的作用就不显著了。

2.硬度和红硬度性

模具在工作中应能在压应力作用下，保持其形状和尺寸不会迅速发生变化，因此经过热处理后，模具应具有足够的硬度、如冷作模具硬度一般在HRC60以上，而热作模具硬度可适当降低，一般在HRC42-50范围内。

红硬性是指受热或高温工作条件下，能够保持组织和性能的稳定，具有抗软化的能力，在500-600℃条件下，仍保持足够高的硬度。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理制度，它是热作模具钢的重要性能指标之一。

3.强度和韧性

模具在工作中承受很大负荷以及冲击、震动、扭转和弯曲等复杂应力。重负荷的模具往往由于强度不够，韧性不足造成模具边缘或局面断裂而提前损坏，因此，使模具钢保持足够的强度和韧性，有利于延长模具的寿命。

影响钢的强度和韧性的主要因素有钢的晶粒度。钢中碳化物的数量、大小及分布情况以及残余奥氏体量。实践证明，根据使用条件和性能要求，合理的选择钢的化学成分、组织状态及热处理工艺，能够得到足够的强度和韧性的合理配合。

当然，还需要根据各种模具的工作条件，分别考虑钢的高温强度、热疲劳、导热性及耐腐蚀等性能。

由于模具多半是在高硬度、高强度、高耐磨及有足够韧性的状态下使用，因此要求模具钢的冶金质量高，所以，应尽量减少钢中的气体含量、非金属夹杂物和有害元素（硫磷）等含量，同时还要经过热加工（锻、轧）以改变断面形状、破碎铸态组织和提高其性能，然后经冷切屑加工制成一定形状的模具，再进行最终热处理，从而得到模具所要求的使用性能，因此，模具钢的工艺性能对模具制造是十分重要的。

（二）.模具钢在工艺性能上主要应考虑的因素。

1、加工性

是指锻、轧热加工性能及切削、研磨等形式的冷加工性能，它们与钢的化学成分、冶金质量、组织状态及硫、磷含量等有关。

模具钢大部分含有多种合金因素，而且合金含量较高，尤其是高碳、高合金钢，在进行热加工时要严格控制加热制度及冷却方式，以避免或减少热加工废品，而在冷加工之前，应改善组织状态，降低硬度，便于冷却加工并提高模具的表面质量。

2、热处理变形和淬火温度

制成模具，进行最终热处理后要求模具的尺寸和形状改变的很小，否则将成为模具废品，因此要求模具钢热处理时变形性越小越好。

另外，淬火温度范围越宽便于操作可减少过热现象。

3.淬硬性和淬透性

淬硬性主要与钢的化学成分特别是含碳量有关，淬透性除了决定于钢的化学成分外，还与钢在淬火前的原始组织有关。模具钢对这两种性质的要求，应根据不同模具的使用条件各有侧重。例如对于要求表面具有高硬度的冲裁用钢，淬硬性显得较为重要; 而对要求整个截面有均匀一致性能的热锤锻模具钢，则淬透性显得更为重要。

在选择模具钢时还应全面的考虑，如钢的通用性、钢的成本及脱碳敏感性。