冷作模具钢及其热处理工艺讲解
提高淬火温度，淬火马氏体变粗，钢的强韧性下降，如图 5-2所示。但适当提高淬火温度，可提高碳素工具钢的淬透性， 增加硬化层深度，提高模具的承载能力，如图5-3所示。所以， 对于容易淬透的小型模具，可采用较低的淬火温(760～ 780℃);对于大、中型模具，应适当提高淬火温(800～850℃) 或采用高温快速加热工艺。
5．2 冷作模具材料的选用 5．3 冷作模具的制造工艺路线 5．4 冷作模具的热处理
5．4．1 冷作模具钢的热处理特点 5．4．2 典型冷作模具的热处理 5．5 冷作模具热处理实例 6．5．1 硅钢片冷冲裁模具
冷作模具材料的正常失效形式主要是磨损、脆 断、弯曲、咬合、塌陷、啃伤、软化等。
要求冷作模具钢应在相应的热处理后，具有高 的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳、不咬 合等能力。
4.冷作模具用高速钢(W6Mo5Cr4V2钢) (1)化学成分；(2)力学性能；(3)工艺性能；(4)使用范围。
①锻造工艺: ②退火工艺: ●锻后退火:加热温度为840～860℃，保温2～4 h，缓慢 冷却到500℃以下出炉空冷或 炉冷到室温，硬度≤285HBS。 ●锻后等温退火:加热温度为840～860℃，保温2～4 h;炉 冷至740～760℃，保温4～6 h，炉冷到500℃以下出炉空冷， 硬度≤255HBS。 ③淬火工艺:W6Mo5Cr4V2钢的淬火工艺见表6-13。 ④回火工艺: 高速钢必须经过三次以上的回火，其原因主要是前次回火 冷却过程中残余奥氏体转变成“淬火”马氏体，必须经再次回 火才能消除前次回火时产生的组织应力，经三次回火后残余奥 氏体体积分数才降到2%～3%，硬度达到64HRC以上。
5.1 冷作模具材料的工作条件与性能要求
5.1.1 冷作模具材料的工作条件 1.冲裁模 2.拉深模 3.挤压模 4.冷镦模 5.1.2 冷作模具材料的性能要求
1.使用性能要求 （1）耐磨性 （2）韧性 （3）强度 （4）抗疲劳性 （5）抗咬合性
2.工艺性能要求 （1）可锻性 （2）可切削性 （3）可磨削性 （4）热处理工艺性
3.冷挤压模的热处理
(1)冷挤压模模具的性能要求 冷挤压时，金属在三向不均匀的压力下产生塑性变形，这就需要模具 不但具有很高的强度和耐磨性，能承受住反复作用的高压力而不发生破坏 ，而且还应该具备抵抗微小塑性变形的能力，才能保证模具在高压下工作 时不变形。此外，金属变形过程中会产生热效应，使工件和模具的温度升 高，因此还需要模具具有较高的回火稳定性。 (2)冷挤压模模具的热处理特点 为了能满足冷挤压模具的性能要求，在制定和实施热处理工艺时应注 意以下几点: ①避免材料碳化物偏析 ②采用常用工艺的下限温度淬火 ③控制一定的残余奥氏体量 ④采用等温淬火方法 ⑤应用表面强化处理 ⑥在使用过程中进行低温去应力回火
图5-10 回火温度对Cr12MoV钢硬度的影响
(3)工艺性能 ①锻造工艺: 由于Cr12型钢属于高碳高合金钢，其导热性能差， 塑性低，变形抗力大，锻造温度范围窄，组织缺陷严重 ，所以其锻造性能差。
②退火工艺: Cr12型钢一般采用等温球化退火工艺，加热温度为 850～870℃，保温 2～4 h，等温温度为740～760℃， 保温4～6 h，退火组织为索氏体+合金碳化物。退火后硬 度为207～255HBS。 ③淬透性: Cr12型钢Cr的质量分数高达约12%，所以具有高淬透 性。截面尺寸为300～400 mm以下的模具在油中完全可 以淬透，控制淬火温度可以调节残余奥氏体量，实现微 变形淬火。
5.1.3 典型冷作模具材料的性能分析
1.碳素工具钢 (1)化学成分；(2)力学性能；(3)工艺性能；(4)使用范围。
(2)力学性能 如图5-1所示，碳素工具钢随回火温度升高而硬度降低 ，但下降趋势与碳含量有关，碳含量越高，钢中析出的碳化 物颗粒越多，阻止了硬度的下降，因而碳含量高的钢回火时 硬度降低程度比碳含量低的钢小。
线切割加工对模具热处理的影响： 冲裁模的加工工艺、工作条件、失效形式、性 能要求不同，其热处理特点也不同。对有线切割加 工的模具，线切割工序安排在淬火和回火之后，因 为它破坏了工件热处理后的应力状态，并在表层产 生了600～900 MPa的拉应力，造成了局部应力的叠 加，导致在线切割加工过程中的变形和开裂。这种 变形和开裂既和被切割工件的尺寸有关，又和被切 除部分的体积有关。这是因为尺寸越大，内应力越 大;切去部位越多，造成内应力的局部叠加的几率 越大，变形和开裂的可能性越大。
2.高碳低合金钢(CrWMn钢)
(1)化学成分
CrWMn钢的临界点:Ac1≈750℃，Accm≈940℃，Ar1≈710℃，Ms≈255℃ 。
(2)力学性能 CrWMn钢具有高淬透性，由于钨形成碳化物，所以这种钢在淬火及低温 回火后具有比铬钢和9SiCr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度及耐磨性， 如图5-5～图5-7所示。
图5-5 CrWMn钢力学 性能与淬火温度的关 系
图5-6 CrWMn钢硬度 与淬火温度的关系
图5-7 CrWMn钢硬 度与回火温度的关系
(3)工艺性能 ①锻造工艺 CrWMn钢具有良好的锻造性能。 ②退火工艺: CrWMn钢锻后需进行等温球化退火，退火温度为790～ 830℃，等温温度为700～720℃，退火后的组织比较均匀， 退火后硬度为207～255HBS。 ③淬透性:CrWMn钢淬透性较好，淬火变形小。在油中的临 界淬透直径为30～50mm。直径40～50mm的钢件在低于200℃ 的硝盐浴中冷却即可淬透。 (4)使用范围 CrWMn钢具有较好的淬透性，淬火变形小，耐磨性、热硬 性、强韧性均优于碳素工具钢，是使用较为广泛的冷作模具 钢。主要用于制造要求变形小，形状较复杂的轻载冲裁模( 料厚<2 mm)，轻载拉深、弯曲、翻边模等。
图5-4 T12钢的力学性能 与回火温度的关系 (淬火 温度:780℃)
(3)工艺性能 ①锻造性能: ②预先热处理: ③淬火及回火: (4)使用范围 碳素工具钢生产成本低，易于冷、热加工，在 退火状态下硬度较低，通过热处理后可以获得较高 的硬度，具有一定的耐磨性。但淬透性差，淬火变 形大，耐磨性不高。因此，碳素工具钢适于制造尺 寸较小、形状简单、负荷较轻、生产批量不大的冷 作模具。
5.3 冷作模具的制造工艺路线
常用冷作模具的制造工艺路线如下: (1)一般成型冷作模具 锻造→球化退火→机械加工成型→淬火与回火→钳修装配; (2)成型磨削及电加工冷作模具 锻造→球化退火→机械粗加工→淬火与回火→精加工成型 （凸模成型磨削，凹模电加工）→钳修装配; (3)复杂冷作模具 锻造→球化退火→机械粗加工→高温回火或调质→机械加 工成型→钳修装配。
5.2 冷作模具材料的选用
1.冲裁模模具材料的选用 (1)薄板冲裁模具用钢: 薄板冲裁模国内长期以来主要用材有T10A，CrWMn，9Mn2V， Cr12及Cr12MoV钢等。 (2)厚板冲裁模具用钢: 一般批量较小时，可选T8A钢，用T8A钢制作模具寿命不高。 对于批量较大的厚板冲裁模可选用W18Cr4V钢或W6Mo5Cr4V2 钢制作凸模，用Cr12MoV钢制作凹模。 2.拉深模模具材料的选用 对于小批量生产，可选用表面淬火钢或铸铁; 对于轻载拉深模，宜选用碳素钢T10A钢，高碳低合金钢9Mn2V ，CrWMn，GD钢，基体钢（65Nb钢）等; 对于重载拉深模，可选用高耐磨冷作模具钢Cr12，Cr12MoV， Cr12Mo1V1，Cr5Mo1V，GM钢等。
5.4.2 典型冷作模具材料的热处理
1.冷冲裁模的热处理 冷冲裁模的热处理特点 ①薄板冲裁模的热处理特点: ②厚板冲裁模的热处理特点: 厚板冲裁模失效分析表明，崩刃、折断往往是厚板冲裁模 最早出现的失效形式。合理选择回火工艺，生产中制定热处 理工艺时可参考如下方法: ●高碳钢低温、短时、快速加热工艺: ●等温淬火工艺ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ●利用多次相变重结晶，促使奥氏体晶粒细化: ●细化碳化物处理:
3.挤压模模具材料的选用 传统的冷挤压模模具材料有碳素工具钢T10A钢，高碳低 合 金 钢 CrWMn，60Si2Mn 钢 ， 高 耐 磨 冷 作 模 具 钢 Cr12， Cr12MoV钢，冷作模具用高速钢W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2钢等。 4.冷镦模模具材料的选用 凸模必须承受强烈的冲击力，对模具寿命要求不高或轻 载的冷镦模 凸 模―― 可 采9SiCr，T10A，Cr12MoV，GCr15，60Si2Mn 钢制造； 凹模――可采用T10A，Cr12MoV，GCr15钢制造;对于重载 、高寿命冷镦模，应采用高强韧性、高耐磨性新型模具钢， 如012Al，65Nb，LD，LM，18Ni，GM，6W6Mo5Cr4V钢。
（五） 冷作模具钢
模具钢材料及热处理重要性
影响模具使用寿命的因素主要有设计结构、成形 及制造工艺、模具材料的选用、热处理工艺及表面 强化、润滑及使用维护等。据调查统计,在模具失效 的诸多因素中,由于模具用材和热处理不当而引起的 失效约占70%。
5 冷作模具材料钢及其热处理
5．1 冷作模具的工作条件与性能要求 5．1．1 冷作模具的工作条件 5．1．2 冷作模具的性能要求 5．1．3 典型冷作模具材料的性能分析
3.高耐磨冷作模具钢(Cr12型高碳高铬钢)
(1)化学成分；(2)力学性能；(3)工艺性能；(4)使用范围。 (2)力学性能
图5-8 淬火温度对Cr12MoV钢的 硬度、晶粒度和残余奥氏体的影响
图5-9 淬火温度对Cr12MoV钢的 抗弯强度、冲击韧度的影响
Cr12型钢在淬火加热时碳化物大量溶于奥氏体中，淬火后 得到高硬度的马氏体。回火时自马氏体中析出大量弥散分布的 碳化物，其硬度很高，因而提高了钢的耐磨性。如图5-10 所示， Cr12MoV钢经1020℃淬火，520℃回火时出现明显的二次硬化， 而且淬火温度愈高，这种效应愈显著。在200℃左右回火时，其 抗弯、抗压强度最高;在400℃左右回火，断裂韧度最高。
第四节 冷作模具的锻造与热处理
2、T10A钢冲裁凹模的热处理 模具尺寸如下图
技术要求 ①硬度60~64HRC ②15mm处为配合尺寸，要求变形小
淬火工艺 因孔型多，尺寸较大，采用的又是T10钢，淬火变形 开裂的可能性大，为防止变形、开裂，常采用碱浴分级淬 火，并采取适当的防变形措施。 采用延迟淬火法。 刃口采用局部淬火法。 模具直角处包扎铁皮。 M10螺钉孔用石棉绳堵塞。
（4）分级淬火和等温淬火 是模具最重要的强韧性化方法，可以减少模 具的变形和开裂. 冷作模具钢的分级淬火和等温淬火工艺及应用范围 见表2—47. （5）其他强韧化处理方法 主要是：形变热处理、喷液淬火、快速加热淬火、消 除链状碳化物组织的预处理工艺等。
4、主要冷作模具的热处理特点 （1）冲裁模 对于薄板冲裁模 在工艺上应保证热处理变形小、不开裂和高硬度。 通常根据模材类型采用不同的减少变形的热处理方法。如， 双液淬火工艺、碱浴淬火工艺、低温淬火工艺、快 速加热分级淬火、恒温预冷工艺、等温淬火等。 以上工艺方法的具体应用参考表2-48。 对于重载冷冲模 由于失效形式是崩刃和折断，热处理工艺上应保证 模具获得高强韧性。通常采用的热处理方法有：细化 奥氏体晶粒处理、细化碳化物处理、贝氏体等温淬火、 循环超细化处理、低温淬火等方法。
热处理工序安排应注意以下几点： ① 对于高精度要求的模具为减少热处理变形，常在机 械加工之后安排高温回火或调质处理。 ②对于线切割加工模具，为防止线切割时变形开裂， 其淬回火常采用分级淬火或多次回火和高温回火。 ③为了保持模具尺寸的稳定性，线切割之后应及时 再回火
2、冷作模具的淬火 （1）合理选择淬火加热温度 对于具体模具，在加热工艺规范的基础上要作精细选 择，选择的依据主要是模具的使用性能要求。 如保证淬透、淬硬或较高的热硬性，应选择较高的淬火 加热温度；如要求较高的韧性和耐磨性，应选择较低的淬 加热温度。 （2）合理选择淬火保温时间 生产中常采用到温入炉的方法加热，淬火保温时间可 按以下经验公式确定 ： t=αD t 淬火保温时间（min或s） α 加热系数（min/mm或s/mm），见表2-45。 D 工件有效厚度（mm ）
cr12热处理工艺及硬度
cr12热处理工艺及硬度CR12热处理工艺及硬度CR12是一种具有优异耐磨性能和高硬度的冷作模具钢，常用于制造模具、刀具等耐磨零件。
而热处理是一种通过加热和冷却过程来改变材料的结构和性能的工艺方法。
本文将介绍CR12的热处理工艺流程以及不同工艺对其硬度的影响。
CR12热处理工艺一般分为四个步骤：预热、加热、淬火和回火。
具体工艺参数如下：1. 预热：将CR12加热至500℃左右，保持一定时间，主要是为了减少热应力和均匀加热。
2. 加热：将预热后的CR12继续加热至淬火温度，通常在980℃-1040℃之间。
加热时间与截面厚度有关，一般为30分钟至1小时。
3. 淬火：将加热至淬火温度的CR12迅速冷却至室温，一般采用油淬或空气淬火。
淬火速度快可以增加材料的硬度和强度。
4. 回火：在淬火后的CR12上进行回火处理，目的是降低材料的脆性并提高延展性。
回火温度通常在150℃-600℃之间，持续时间为1小时至数小时。
不同热处理工艺对CR12的硬度有不同的影响。
一般而言，淬火温度越高，冷却速度越快，CR12的硬度就越高。
然而，过高的淬火温度和过快的冷却速度会引起内部应力和裂纹，降低材料的韧性和抗冲击性。
在实际应用中，CR12的硬度要根据具体需求进行选择。
过高的硬度可能导致材料易于产生裂纹，而过低的硬度则会影响其使用寿命和耐磨性能。
一般来说，CR12的硬度范围在58-64HRC之间，可以根据不同的工艺要求进行调整。
除了热处理工艺外，CR12的硬度还受其他因素的影响，如冷加工变形、化学成分、元素分布等。
因此，在进行CR12的热处理过程中，需要综合考虑工艺参数、材料性能和应用要求等因素，以获得最佳的硬度和性能组合。
总而言之，CR12的热处理工艺是一项关键的工艺，可以通过合理的预热、加热、淬火和回火过程来获得所需的硬度和性能。
通过不同的工艺参数和工艺控制，可以满足不同应用对CR12硬度的需求，提高材料的耐磨性能和使用寿命。
冷作模具钢及其热处理工艺
高碳低合金钢球化退火工艺参数
钢号 CrWMn
加热温度T1×保 温时间
等温温度T2×保 持时间
退火硬 度
(HBS)
790~810℃×2~3h 700~720℃×3~4h ≤241
9CrWMn 780~800℃×2~3h 670~720℃×2~3h ≤229
9Mn2V 750~770℃×3h 680~700℃×4~5h ≤229
锻造球化退火机加粗加工淬火+回火精加工钳工装配。 （3）成形复杂冷作模具：
锻造球化退火机加粗加工高温回火或调质机加工成形 淬火+回火（精加工）钳工装配。
3.1.3 典型冷作模具材料的性能分析
1.高碳非合金冷作模具钢（碳素工具钢）
•代表钢号： T10 、T10A • 特点：回火抗力低，淬透性低，硬化层浅，承载能力低， 锻造性能好。 • 用途：中、小批量生产的冷冲模，冷镦模、冲剪工具
教学要求、重点与难点
教学要求：
1、理解冷作模具材料的主要性能要求 2、掌握通常冷作模具的制造工艺路线 3、理解各类冷作模具材料的热处理
教学的重点
冷作模具的制造工艺路线 各类典型冷作模具的热处理
3.1 冷作模具材料的分类及选用
3.3.1 冷作模具材料的分类
类型： 1、模具钢 2、硬质合金 3、低熔点合金 4、高分子材料等。 按模具钢的成分和性能可分为： 1、高碳非合金冷作模具钢 2、高碳低合金冷作模具钢 3、高耐磨冷作模具钢 4、冷作模具高速钢 5、特殊用途冷作模具钢
4）过热敏感性和淬裂敏感性 5）淬火温度和淬火变形
三、冷作模具材料的内部冶金质量要求
(一)成分偏析 (二)磷硫含量 (三)钢中夹杂物 (四)碳化物不均匀性 (五)疏松
冷作模具钢的性能及热处理规范
工具钢和GCrl5轴承钢。表1-3是典型钢种的成分
和相对性能。
常用的碳素工具钢有T7、T8、T10、T12，
其中T7为亚共析钢，T8为共析钢，T10、T12为
过共析钢。
碳素工具钢中碳的质量分数在0.7％~ 1.3
％范围内，价格便宜，原材料来源方便，加工性能
良好，淬火温度低，热处理后具有较高的表面硬度
上一页 下一页 返回
１２.３ 沉积岩鉴别
泥质的矿物成分肉眼难以分辨,如能确认部 分物质是炭质、钙质,可命名为炭质泥岩或 钙质泥岩.上述岩石如有页理构造时可称为 炭质页岩或钙质页岩.
③如果岩石中的碎屑颗粒和胶结物都是方 解石时,根据颗粒的特点可分别命名为砂屑 灰岩、鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩等.
④肉眼鉴定时注意的问题: a. 碎屑岩中石英和硅质岩岩屑硬度大,颗
认识变质岩的主要特征,初步学会用肉眼鉴 定变质岩的方法,加深对变质作用的理解.
二、专业知识：
1．低淬透性冷作模具钢 2．低变形冷作模具钢 3．高耐磨微变形冷作模具钢 4．高强度高耐磨冷作模具钢 5．抗冲击冷作模具钢 6．高强韧性冷作模具钢 7．高耐磨高强韧性冷作模具钢 8．特殊用途冷作模具钢 9．硬质合金
上一页 下一页 返回
1．低淬透性冷作模具钢
低淬透性冷作模具钢中，使用最多的是碳素
（2）GCr15钢
2）预备热处理
①锻后等温退火：缓慢加热至770 ~ 790℃，保温1 ~ 2
h，炉冷到680 ~ 700℃，保温3 ~ 4 h后炉冷到550℃以下
出炉空冷，硬度为187 ~ 229HBS。
②高温回火：加热温度为600 ~ 700℃，保温2 ~ 3 h，
炉冷或空冷，硬度为187 ~ 229HBS。主要用于消除淬火前切
冷作模具钢的热处理工艺 ppt课件
ppt课件
6
三、拉深模具材料的选材方法 拉深又称拉延和压延，是利用模具使平面材料变成开口空心零件的冲压方法。 拉深模主要用于板材的冷拉深成形。在拉深时，冲击力很小，主要要求模具材料具 有高的强度和耐磨性，在工作时不发生粘附和划伤，并具有一定韧性和较好的可加 工性，同时要求热处理变形小。通常要求拉深凸模热处理后硬度为58～62HRC，凹 模硬度为62～64HRC。 1)对于中、小型模具，可选用质量较好的模具钢。 2)对于大、中型模具，在满足模具使用性能要求的前提下，应尽量采用价格低廉的
ppt课件
25
1.高碳低合金冷作模具钢的热处理
表2-9 常用高碳低合金冷作模具钢热处理工艺规范
ppt课件
26
2.高碳低合金冷作模具钢的应用
这类钢的淬透性和耐磨性都比碳素工具钢要好，淬火变形也较小， 多用于制造形状较复杂、截面较大、承受较大载荷、变形要求严格的 中小型冷作模具。 CrWMn钢的硬度、强度、韧性、淬透性及淬火变形倾向均优于 碳素工具钢。该钢种主要用于制造工作时切削刃口快速变热、淬火时 要求不变形的工具和模具，如长铰刀、专用铣刀、板牙以及冲模(料 厚小于2mm)、轻载拉深模和弯曲翻边模等。 9Mn2V钢的综合力学性能较好，但与CrWMn钢相比，淬透性、 淬硬性及强度相对较低，故适于制造一般要求、尺寸较小的冲模、冷 压模、雕刻模和落料模等。
耐磨性，使用寿命可大幅度提高。由于具备这些特点，GCr15钢在模
具制造上多用于制造拉丝模和冷镦模等模具。
ppt课件
22
二、高碳低合金冷作模具钢
高碳低合金冷作模具钢(低变形冷作模具钢)是在碳素工具钢的基础
上加入少量合金元素发展起来的。 1.高碳低合金冷作模具钢的热处理 这类钢碳的质量分数较高，在碳素工具钢的基础上加入适量的Cr、 W、Mn、Si、Mo、V等合金元素，可以降低淬火冷却速度，减少热应 力、组织应力和淬火变形及开裂倾向，提高钢的淬透性。在模具零件淬 硬层浅或淬火变形较大的情况下，它可取代碳素工具钢。
冷锻模具钢的热处理工艺
冷锻模具钢的热处理工艺一、引言冷锻模具钢是一种重要的工具钢材料，具有优异的耐磨性、耐冲击性和耐高温性能，广泛应用于汽车、航空航天、电子、冶金等领域。
热处理是冷锻模具钢制品获得优异性能的关键工艺之一。
本文将介绍冷锻模具钢的热处理工艺。
二、退火冷锻模具钢在加工过程中会受到较大的应力和变形，因此需要进行退火处理以消除内部应力并恢复其原有的组织结构。
退火温度一般在800℃至900℃之间，保温时间根据材料和尺寸的不同而有所差异。
退火后，冷锻模具钢的硬度和韧性得以恢复，为后续的热处理工艺做好准备。
三、淬火淬火是冷锻模具钢的关键热处理工艺之一，可以使其获得优异的硬度和耐磨性。
淬火温度通常在800℃至1050℃之间，具体温度根据材料的成分和尺寸来确定。
在达到淬火温度后，冷锻模具钢需要迅速冷却，以使其组织转变为马氏体。
冷却方式有多种，如水淬、油淬、盐浴淬等，根据具体要求选择合适的冷却介质。
四、回火回火是为了提高淬火后的冷锻模具钢的韧性和韧性，同时减少其脆性。
回火温度通常在150℃至600℃之间，具体温度根据材料的硬度和要求的性能来确定。
回火时间一般较长，可达数小时甚至数十小时。
回火后的冷锻模具钢硬度降低，但韧性和耐冲击性得到提高，适用于承受大冲击负载的工作条件。
五、表面处理冷锻模具钢的表面处理是为了提高其耐腐蚀性和延长使用寿命。
常见的表面处理方法有氮化、镀铬、表面喷涂等。
氮化是一种在高温下将氮原子渗入材料表层的方法，可以显著提高冷锻模具钢的硬度和耐磨性。
镀铬可以形成一层具有良好耐腐蚀性的铬层，有效防止冷锻模具钢受到腐蚀。
表面喷涂可以在冷锻模具钢表面形成一层保护膜，降低摩擦和磨损。
六、总结冷锻模具钢的热处理工艺对其性能和寿命至关重要。
通过合理的退火、淬火、回火和表面处理，可以使冷锻模具钢获得优异的硬度、耐磨性、耐冲击性和耐腐蚀性能。
热处理工艺的选择和控制对于冷锻模具钢的性能和质量起着决定性的作用。
因此，在实际应用中，需要根据具体材料和工作条件的不同，选择适合的热处理工艺，以确保冷锻模具钢的性能达到最佳状态。
冷作模具钢及其热处理的措施_模具钢热处理工艺
冷作模具钢及其热处理的措施_模具钢热处理工艺（1）高的硬度和耐磨性，工作时保持锋利的刃口；（2）较高的强度和韧性，工作时刃部不易崩裂或塌陷；（3）较好的淬透性，保证淬火态有较高的硬度和一定的淬透深度；（4）较好的加工工艺性能，热处理变形小，在复杂断面上不易淬裂。
1、2冷作模具钢的化学成分特点（1）高碳：碳的质量分数一般在1%左右，个别达2、0%，以保证高硬度和高耐磨性。
（2）高合金：常用的合金元素有Cr、Mn、Mo、W、V等。
Mn、Cr等能提高淬透性，碳化物形成元素能形成难溶碳化物，细化晶粒、提高耐磨性。
1、3常用冷作模具钢的种类冷作模具钢使用的钢材分为：碳素工具钢、低合金工具钢、高铬及中铬模具钢、基体钢、高速钢等。
（1）碳素工具钢和低合金工具钢：碳素钢一般选用高级优质碳素工具钢，以改善模具的韧性。
对耐磨性要求较高、不受或受冲击较小的可选用T13A、T12A；对受较大冲击的模具则应选择T7A、T8A；而对耐磨性和韧性均有一定要求的模具（如冷镦模）可选择T10A。
优点是加工性能好、成本低；缺点是淬透性低、耐磨性欠佳、淬火变形大、使用寿命低。
故一般只适合制造尺寸小、形状简单、精度低的轻负荷模具。
（3）低合金工具钢常用的钢号有9Mn2V、9SiCr、CrWMn和滚动轴承钢GCrl5。
优点是低合金工具钢具有较高的淬透性、较好的回火稳定性、较好的耐磨性和较小的淬火变形，综合力学性能较好。
缺点是网状碳化物倾向较大，因韧性不足而可能导致模具的崩刃或折断等早期失效。
常用于制造尺寸较大、形状较复杂、精度较高的低中负荷模具。
（4）高铬和中铬冷作模具钢：是一种专用的冷作模具钢，具有更高的淬透性、耐磨性和承载强度，且淬火变形小，广泛用于尺寸大、形状复杂、精度高的重载冷作模具。
高铬模具钢Crl2型常用的有三个牌号：Crl2和Crl2MoV、Crl2Mo1V1。
Crl2钢的ωC高达2、0%～2、3%，属莱氏体钢。
它具有优良的淬透性和耐磨性，但韧性较差，多用于小动载条件又要求高耐磨或形状简单的拉伸模和冲裁模，在正确设计的情况下可以冲压厚度小于6mm的钢板。
冷锻模具钢的热处理工艺
冷锻模具钢的热处理工艺冷锻模具钢是一种常见的工具钢材料，具有优良的韧性和耐磨性，广泛应用于模具制造行业。
对冷锻模具钢进行热处理能够进一步提高其机械性能和耐磨性，增强其使用寿命和工作效率。
本文将从冷锻模具钢的热处理工艺入手，探讨其工艺流程和操作要点。
冷锻模具钢的热处理工艺主要包括加热、保温和冷却三个过程。
首先是加热过程，其目的是将冷锻模具钢加热至适当的温度，使其达到相应的组织状态。
加热温度的选择要根据具体的钢种和工艺要求来确定。
一般来说，加热温度应控制在临界温度以上，以确保钢材达到奥氏体区域。
过高的加热温度会导致钢材晶粒长大、晶格结构不稳定，影响钢材的性能。
加热完成后，需要保温一段时间，使钢材内部的温度均匀分布，晶粒进一步长大，达到稳定的组织状态。
保温时间的长短取决于钢材的尺寸和材质，一般为几十分钟到几小时不等。
保温温度的选择应根据具体的工艺要求来确定，以保证钢材的组织和性能稳定。
保温完成后，需要进行冷却处理，以使钢材快速冷却至室温或低温状态。
冷却的方式有多种，常用的有水淬、油淬和风淬等。
不同的冷却方式会对钢材的组织和性能产生不同的影响。
一般来说，水淬冷却速度最快，可以得到较高的硬度和耐磨性，但容易产生裂纹和变形；油淬冷却速度适中，能够得到较好的综合性能，但硬度和耐磨性相对较低；风淬冷却速度较慢，能够得到较好的韧性和耐冲击性能，但硬度和耐磨性相对较低。
选择合适的冷却方式需要综合考虑钢材的具体要求和工艺条件。
除了上述基本的热处理过程，还可以根据具体的需要进行淬火、回火等附加处理，以进一步调整钢材的组织和性能。
淬火是将加热保温后的钢材迅速冷却至室温以下，以获得高硬度和耐磨性；回火是在淬火后将钢材加热至适当温度并保温一段时间，使其组织发生相应的变化，以获得较好的韧性和耐冲击性。
在进行冷锻模具钢的热处理过程中，还需要注意一些操作要点。
首先是控制加热温度和时间，保证钢材达到要求的组织状态。
其次是保证保温温度和时间的准确性，以确保钢材的组织和性能稳定。
冷作模具钢性能及热处理.
马氏体、合金碳化物和少量的残留奥氏体。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
一次硬化法：
图1 型钢一次硬化法热处理工艺曲线 图 Cr12 2 Cr12 型钢一次硬化法热处理工艺曲线
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
二次硬化法：
高温淬火和高温回火，Cr12型冷作模具钢的二次硬化法工 艺规范如图2所示，淬火后硬度为45-50HRC,经2-4次回火后 硬度为60-62HRC，最终组织为马氏体、合金碳化物和少量的
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
金属材料与热处理课程
冷作模具钢性能及热处理
主讲教师：王仙萌 西安航空职业技术学院
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
冷作模具钢的定义：
冷作模具钢是用来制造在常温下使金属变形与分离的 模具钢。
：
图1 汽车车门模具
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
加热温 度（℃） 1040
冷却
HR C 63
温度 （℃） 180～ 200 180～ 200 500～ 520
保温时 间（h） 1.5
次数
HRC
抗弯强度
冲击韧性
（MPa） （MJ· m² ） 3050 0.26
油淬
1
59～60
1080
油淬
61
1.5
1
59～60
2820
0.22
1120
油淬
53
1
4
59～60
热处理特点
预先热处理：等温退火，主要是为了消除应力和改善切削 加工性能。
最终热处理：淬火和回火，在生产实践中对Cr12型冷作模
冷作模具及其热处理工艺
冷作模具及其热处理工艺10设计331 陈功长1.冷作模具钢的性能要求及分类冷作模具的种类很多，形状结构差异大，工作条件和性能要求各不相同，因此对模具刚的性能要求较高，主要包括机械性能、机械加工性能和工艺性能。
其中工艺性能主要包括可锻性、可加工性、可磨削性以及其热处理工艺性能。
根据其性能的不同冷作模具钢主要可分为低淬透性冷作模具钢、低变形冷作模具钢、高耐磨微变形冷作模具钢、高耐磨微变形冷作模具钢、高强度高耐磨冷作模具钢、抗冲击冷作模具钢、高强韧性冷作模具钢以及高耐磨高韧性冷作模具钢。
1.1低淬透性冷作模具钢低淬透性冷作模具钢中，使用最多的是碳素工具钢和 GCr15 轴承钢。
碳素工具钢中碳的质量分数在 0.7%—1.3%范围内，价格便宜，原材料来源方便，加工性能良好，淬火温度低，热处理后具有较高 1 的表面硬度和较好的耐磨性，适以制造尺寸较小、形状简单、负载较轻、生产批量不大的冷作模具。
缺点是淬透性低，淬火温度范围窄，淬火变形大，较大的模具不能淬透，而且表面淬硬层和中心部分之间的硬度值相差很大，容易使模具在淬火时开裂，因此很少用来制造精度要求高、形状复杂、承载力较大的冷作模具。
主要有 T7A —T12A,其中 T10A 用量最多，冷冲模很少用 T8A，主要原因是 T8A 淬火加热时容易过热，淬火变形大，强韧性较低，耐磨性也较差。
1.2 高耐磨微变形冷作模具钢高耐磨微变形冷作模具钢一般是高碳高铬钢，是一种高合金冷作模具钢，应用量最多最广泛；这类钢大部分是莱氏体钢，组织中有大量共晶化合物，淬火后有大量共晶碳化物存在，同时含有大量的残余奥氏体，因此热处理后变形小、耐磨性高、承载力大，经常用来制造高耐磨、微变形、高负荷条件下工作的冷加工用模具。
但由于高碳高铬莱氏体中有大量的共晶碳化物分布不均，因此易出现崩刃脆裂的现象。
代表号钢有： Cr12、 Cr12MoV、 Cr12Mo1V1、 Cr12W、Cr12V、Gr4W2MoV 等。