冷冲凹槽模具的材料选用及热处理工艺
冷冲模选材与热处理工艺初探
冷冲模选材与热处理工艺初探摘要:本文主要分析模具材料性能特点、合理选材的方法以及冷冲模的选材原则;探讨模具零件热处理技术与材料关系、热处理对模具制造的各方面影响以及较新的模具热处理技术。
关键词:冷冲模;材料;选材原则;热处理1冷冲模材料的选择1.1模具材料模具材料对于改善模具的使用性能与加工性能、保证工作寿命和降低生产成本关系重大。
通常按用途将模具材料分为三大类:冷作模具、热作模具和塑料成形用模具材料。
模具材料的选择应考虑模具零件的使用性能和加工性能。
1.1.1硬度和耐磨性:这是使模具零件在特定的工作条件下,不因其表面质量或精度发生变化而造成模具过早失效的可靠保证之一。
冷冲模零件一般要求硬度在HRC60左右。
1.1.2强度和韧性:在工作时,模具既要有足够强度,承受高压;又要有一定的韧性,承受冲击。
1.1.3加工性能:模具材料的加工性能包括冷加工性能和热加工性能等。
1.1.4淬火温度和淬火变形:一般希望模具材料的淬火温度范围较宽,热处理变形程度较小。
1.1.5淬透性和淬硬性:淬硬性主要取决于钢的含碳量;淬透性主要取决于钢的化学成分、合金元素含量和淬火前的组织状态。
1.2模具材料的合理选择模具材料的选择是针对具体的模具零件,在相应的模具材料中选择出一、两种较为理想或合适的材料的过程,合理选材是保证模具寿命、提高材料利用率的基本要求。
模具零件材料应满足一下要求:1.2.1使用性能足够:根据工作条件,失效形式、寿命要求、可靠性的高低等提出材料的强度、硬度、塑性、韧性等使用性能要求。
1.2.2工艺性能良好:根据制造工艺流程及方法不同,保证所选材料具有良好的工艺性能。
1.2.3材料供应普遍:应考虑地方资源与市场供应情况,且品种规格应尽量少而集中,便于采购和管理。
1.2.4经济性合理:“满足制品要求,发挥材料潜力,经济技术合理”原则。
模具选材决策涉及两个关键要素:(1)模具的使用寿命,(2)被生产制品的经济性。
冷冲模具的制造要求及制造过程
冷冲模具的制造要求及制造过程
冷冲模具是在冷冲压工艺中使用的一种模具。
制造冷冲模具的要求主要有材料选择、设计要求、加工工艺等方面。
下面将对冷冲模具的制造要求以及制造过程进行详细介绍。
冷冲模具的制造要求：
1. 材料选择：冷冲模具的材料应具有良好的耐磨性、硬度和强度，常用的材料有合金钢、工具钢等。
2. 设计要求：冷冲模具的设计应满足冷冲工艺的要求，并考虑到产品的形状、尺寸和加工过程中的力学特性。
3. 加工工艺：冷冲模具的加工工艺包括切削加工、热处理、装配等，其中切削加工是制造冷冲模具最主要的工艺。
冷冲模具的制造过程：
1. 材料准备：选择适合的材料，并进行材料切割和修整，将其制备成合适的模具组件。
2. 数控加工：利用数控机床对模具的基础部件进行切削加工，如铣削、钻孔等。
3. 热处理：经过加工的模具经过热处理，提高模具的硬度和耐磨性，常用的热处理方法有淬火、回火等。
4. 精密加工：进行模具形状的精密加工，如磨削、铣削等，以确保模具表面的光洁度和尺寸精度。
5. 组装和调试：将加工好的模具组件进行组装，进行调试，确保模具能够正常使用。
6. 试模和调整：对已经组装好的模具进行试模，通过对模具进行适当的调整，确保模具能够达到设计要求。
7. 整体检验：对已经调试好的模具进行整体检验，包括外观和功能等方面的检查。
8. 使用和维护：将制造好的冷冲模具投入使用，并进行定期的维护和保养，确保模具的正常使用寿命。
冷冲模具的制造要求主要包括材料选择、设计要求和加工工艺等方面，制造过程包括材料准备、数控加工、热处理、精密加工、组装和调试、试模和调整、整体检验以及使用和维护等环节。
冷冲模具的制造要求及制造过程
冷冲模具的制造要求及制造过程冷冲模具是工业生产中常用的一种模具，主要用于冷轧板材加工，具有生产效率高、成本低、加工精度高等优点。
而制造一套优秀的冷冲模具需要满足以下要求：1. 材料要求制造冷冲模具常使用的材料是高速钢、合金钢、钨钢等。
这些材料要求硬度高、强度大、耐磨性好，能够承受大规模的挤压和弯曲载荷，同时还要具有一定的韧性，以应对在加工中可能出现的负荷冲击和振动。
2. 加工精度要求制造冷冲模具需要非常高的加工精度，因为这些模具关系到产品的质量和外观，一点细微的差错都可能导致产品出现瑕疵。
因此，制造冷冲模具的数控加工过程必须是精度高、重复性好的。
3. 设计要求设计是制造冷冲模具的重要环节。
因为制造冷冲模具需要先了解冷轧板材的物理性质，包括不同材质和尺寸的板材受力状态、弯曲和延展性能等，并根据这些性能进行设计，合理布局和调整模具结构，以提高加工效率和产品质量。
4. 热处理要求在制造冷冲模具的过程中，热处理是必不可少的一步。
通过热处理，可以提高模具的硬度和强度，均匀化材料的组织结构，减少因快速冷却而产生的应力和变形，确保模具在使用过程中不易磨损和变形。
5. 检测要求制造冷冲模具后，还需要进行严格的检测，包括外观检查、尺寸检测、质量控制等方面。
这些检测过程需要使用到严格的测试设备，以确保模具符合质量和精度要求。
先根据客户提供的材质和板材尺寸，以及产品的加工需求和工艺要求，进行模具结构和零件的设计和绘制，包括三维模型设计和模具的结构细节设计。
2. 材料采购根据模具设计需要，采购合适的材料，要求材料质量符合国家标准，同时材料数量要充足，以免在制造过程中出现材质不足的情况。
3. 加工与热处理将材料进行数控加工，根据模具结构和零件零件的特点进行加工，完成后进行热处理，提高模具的硬度和强度。
4. 总成、试验根据模具的图纸和设计要求，进行模具总成，然后进行初步的测试和调试。
确认模具无误后，进行试料，测试模具的加工效果和成品效果。
冷冲模具材质表面热处理要求
一、Flame Hardening火焰表面淬火概述Flame hardening has been utilized for many years to harden a wide variety of tools dies,molds,machine parts,and fixtures.Thereare many advantages to the flame hardening process.Someof these advantages are hardening in selective locations, varying the levels of hardness,speed of the process,low equipment costs and/or the hardening dies and die components that are too largeto heat treat in existing furnace equipment.火焰淬火一直被用于强化各种工具、模具、铸模、机器零件、夹具。
火焰硬化过程有很多优点，这些优势是硬化地点，硬化级别，速度具有可选择性，设备成本低廉，在现有的熔炉设备上不能对过大的硬化模具和部件进行热处理(flame surface quenching with acetylene and oxygen mixture combustion flame sprayed to the surface of parts, the parts quickly heated to quenching temperature, and then air cooling or water spray to the workpiece surface immediately, flame surface quenching is suitable for single piece or small batch production, hard and wear-resistant surface requirement, and can withstand the impact load of large medium carbon steel and medium carbon alloy steel parts, moulding surface covering parts such as convex R AngleAdvantages:火焰表面淬火的优势如下：1.Low equipment cost compared to conventional furnace heat treating2.Selectively harden particular sections of a die or tooling insert3.Process mobility,die components to be hardened on line4.Fast low cost processing by comparison to furnace hardeningrge parts can be hardened with minimal distortion6. Parts too large to be furnace hardened can be hardened1. 和传统熔炉热处理相比设备成本较低2. 模具或零部件选择性的硬化区域3. 工艺的流动性，线上需要硬化的模具组件4. 更快更便宜5. 大的件可以在最小变形的情况下硬化6.无法使用熔炉硬化的大的件可以进行火焰硬化Concer ns:火焰表面淬火关注点事项1.Operator skill,experience and dedication2.Cracking and distortion of the workpiece3.Shallow,low,nonuniform hardness penetration(case depth)4.Inadequate equipment and/or a poor working environment5.Overhardening,grain coarsening and melting and cracking of stressraisers(sharp corners,sharp edges,section changes,thin wallsections,weld areas.6.Decarburization and scaling7. Part distortion from nonuniform stress development1. 操作人员的技术，经验和对工作的投入2. 工件的开裂和变形3. 淬火层的深浅，不均匀的硬化渗透（深度）4. 设备不足，工作环境差5. 过硬化，晶粒粗化，应力集中处的融化和开裂（锐角，尖角，部分变化，薄的侧壁部分，焊接区域）6.脱碳和剥落7. 产生应力不均匀导致的鈑件变形A good example,of the advantages of flame hardening as opposed to conventional furnace hardening are automotive stamping draw dies.These large dies are frequently too large and heavy to furnace treat,quench and temper.They may also have a large percentage of area does not need to be hardened.Flame hardeningcan selectively harden specific areas i.e.,radii,character lines,and other high wear areas rapidly and conveniently.火焰淬火的优势包括自动冲压拉延模。
冷冲模材料与热处理
钢结构硬质合金是以碳化物为硬质相、钢作粘结相形成的复合材料，钢结硬质合金有良好的耐磨性，其强度和韧性高于硬质合金，并可进行机械加工和热处理，在冷作模具中得到广泛应用，主要以碳化钨钢结硬质合金为主（简称 DT 合金），其性能见表 3 。
基体钢由于有较高的强韧性，克服了 Cr12MoV 钢脆断倾向，使冲裁模寿命显著提高。
表 1 新旧模具材料寿命对照表
钢号 被加工材料 模具硬度／ HRC 平均寿命／件 寿命提高（倍）
Cr12MoV Q235
t ＝ 2.1 ～ 2.4mm 58 ～ 62 14000 ～ 16000 ――
54~58
56~60
要求耐磨性高、形状复杂、生产批量大的弯曲模
CrWMn、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1
淬火、回火
58~62
58~62
热弯曲模
5CrNiMo、5CrMnMo
H13、3Cr2W8V
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。
5. 高速钢
高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代号8-4-1）和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称低碳M2）。高速钢也需要改锻 ，以改善其碳化物分布 。
冷冲模具的制造要求及制造过程
冷冲模具的制造要求及制造过程冷冲模具是一种专门用于冷冲加工的模具，广泛应用于汽车制造、家电制造、轻工制造等众多领域。
其制造要求较高，制造过程也相对复杂。
下面将详细介绍冷冲模具的制造要求及制造过程。
一、冷冲模具的制造要求1.材料选用冷冲模具通常使用优质合金工具钢作为原材料，例如国内常用的Cr12MoV、Cr12、Cr8等。
这些合金工具钢具有硬度高、耐磨损、韧性好等优点，适合用于制作冷冲模具。
2.设计精度3.耐磨性冷冲模具通常需要经过大量的工件冲压，因此对模具的耐磨性要求较高。
在材料选择上要考虑到模具表面的硬度和耐磨性。
4.附加细节冷冲模具通常需要考虑到一些附加细节，比如模具的冷却系统、定位销、导向套等，以提高模具的使用寿命和加工精度。
5.热处理要求对于冷冲模具，常用的热处理工艺包括淬火、回火、表面氮化等，以提高模具的硬度和韧性。
6.检测要求冷冲模具在制造完成后需要进行一系列的检测，包括尺寸测量、硬度测试、金相组织分析等，以确保模具的质量。
二、冷冲模具的制造过程1.设计根据产品的要求和加工工艺，设计出冷冲模具的三维CAD模型。
设计包括模具的几何形状、尺寸、材料选择、结构设计等。
2.加工根据设计图纸，进行模具的粗加工和精加工。
粗加工主要包括铣削、车削等，精加工主要包括线切割、电火花加工等。
3.组装将加工好的各个零部件进行组装，包括模具的上模、下模、导向套、定位销等。
组装的过程需严格按照设计要求进行。
4.调试对组装完成的冷冲模具进行调试，包括模具的开合顺畅性、寸尺精度、冷却效果等方面的测试和调整。
5.试验通过对冷冲模具进行加工试验，测试模具的加工性能和使用寿命。
根据试验结果对模具进行进一步的调整和改进。
6.交付经过试验调整后，将冷冲模具交付给客户使用。
同时提供相关的使用说明和维护方法，以延长模具的使用寿命。
总之，冷冲模具的制造要求高，制造过程复杂，需要设计、加工、组装、调试、试验等多个环节的协同工作。
只有严格按照规范要求进行制造，才能保证模具的质量和使用效果。
冲压模具金属材料及热处理工艺技术要点
冲压模具金属材料及热处理工艺技术要点摘要：冲压模具常用金属材料热处理工艺，需要严格控制各个环节质量，保证金属材料性能的基础上，经过热处理后经过冲压处理成为设备零部件，促进设备抗磨损与耐压性能提升，延长设备使用寿命。
但金属材料热处理过程中容易出现变形问题，变形严重时直接造成材料开裂，影响到材料质量，本文就此展开论述。
关键词：冲压模具；热处理工艺；技术控制1、冷冲压模具常用金属材料1.1碳素工具钢材料在我国碳素工具钢的产量非常大，使用也非常广泛。
这主要是因为碳素工具钢具备一些显而易见的优点：第一，可锻性好，方便锻造成所需的形状；第二、退火易软化，退火之后迅速软化，便于下一步的加工流程；第三、切削加工性好，因为碳素工具钢硬度小，非常容易进行切削处理；第四、价格便宜，这是决定碳素工具钢得以广泛使用的根本原因。
但同时，碳素工具钢也还存在许多不足之处，比如淬透性低，需额外通过水作为加工过程中的冷却剂，如此就会造成碳素工具钢发生更多的变形及断裂等问题。
因为碳素工具钢具备的这些优缺点，它适用的模具一般都具有这样的特点：尺寸较小，受力不大，形状较为简单，且对形状的变行要求不是很高，用碳素工具钢制作这样的模具，可以节省大量资源，但对于那些大受力、形状复杂、形状变形要求高的模具用碳素工具钢并不适合。
1.2高碳高铬模具钢材料与碳素工具钢相比，高碳高铬模具钢表现出了更好的淬硬性、淬透性、耐磨性，高碳高铬模具钢因为本身不容易发生变形等特性，被看作是高耐磨及微变形模具钢，高碳高铬模具钢要比高速钢在承载能力方面稍低。
高碳高铬模具钢的缺点是碳化物有比较严重的偏析问题，在实际冲压过程中必须对其反复进行改锻、镦拔，以逐步改善材料内碳化物的均匀水平，如此才会提升高碳高铬模具钢的使用性能。
1.3高速钢材料目前使用的高速钢，多是通过添加钼系元素等方式锻造出来的，高速钢因而具有非常优秀的使用性能，优势最明显的地方就是热塑性及强韧性都非常高，也因此获得非常大的发展空间，在冷作模具高精度及大批量工业化生产中，占有非常重要的地位。
冲模常见材料及热处理要求
冲模常见材料及热处理要求
模具材料的种类很多，应用也极为广泛。
冲压模具所用材料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。
冲压模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等（可参见GB/T699—1999、GB/T1298—1986、GB/T1299—2000、JB/T5826—1991、JB/T5825—1981、JB/T5827—1991等）。
常用模具钢的性能比较见表1.4.2
表1.4.3是常用冷作模具钢国内、外牌号对照
模具工作零件的常用材料及热处理要求见表1.4.4
模具一般零件的常用材料及热处理要求见表1.4.5
模具零件加工常见热处理方法有退火、调质、淬火、回火、渗碳、氮化等，见表1.4.6。
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金属材料工程课程设计说明书设计题目：冷冲凹槽模具的材料选用及热处理工艺专业材料科学与工程班级材料115学生寸敏敏指导教师陈文革时惠英2014 年秋季学期设计任务冷冲凹槽，如图所示技术要求：硬度HRC58-62，变形允许双面间隙0.02-0.04mm，请选用适合的材料并通过适宜的热处理工艺达到技术要求。
本课题主要根据设计任务书的要求研究冷冲凹槽模具的材料选用及热处理工艺，即为了达到工件所要求的性能，而选用合适的材料，采取正确的热处理工艺。
目前常用的冲压模具钢材有碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
综合服役条件、性能要求及失效形式选用了Cr4W2MoV高碳中铬钢，含碳量一般为1.2%左右，主要合金元素为铬，钨，钼，钒等，由于铬，钼的适当配比，使钢的过冷奥氏体稳定，获得良好的淬透性和力学性能，钒可以细化奥氏体晶粒，钼还可以有效改善钢的热强性并能够抑制回火脆性的产生。
钼和钒形成碳化物形成的碳化物，对钢的强度和耐磨性也有改善作用。
本文选择了合适的冷冲凹槽模具材料（Cr4W2MoV），并研究其经过高温淬火后三次高温回火的热处理工艺，确定了其预先经过球化退火以降低硬度，改善切削加工性能，为后续淬火做组织上的准备。
最终热处理工艺是淬火温度1020-1040℃（高温淬火），回火温度500-540℃（高温回火），回火三次，每次1-2h，硬度58-62HRC。
并对其进行性能检测，使得其得到设计任务书所要求的性能，并应用于实际中。
一.工役条件及所受载荷、性能要求、失效形式分析 (1)1.1. 工件的服役条件及所受载荷分析 (1)1.2工件的失效形式 (1)1.3.工件的性能要求 (2)二.选材及原因分析 (2)2.1.材料选择 (3)2.2.选材原因分析 (4)三、零件加工工艺路线制定及原因分析 (5)3.1冷冲模具制造的要求 (5)3.2零件生产加工工艺路线制定 (6)3.3.零件加工路线分析 (7)3.3.1下料 (7)3.3.2锻造 (7)3.3.3 球化退火 (8)3.3.4淬火 (8)3.3.5车削 (9)3.3.6高温回火（三次） (9)四.零件热加工过程及分析 (9)4.1热处理工艺确定 (10)4.1.1淬火温度的确定及原因 (10)4.1.2回火温度及时间的确定及原因 (10)4.2工件的热处理工艺曲线 (11)4.3工件热处理过程可能出现的缺陷 (11)五.性能检测方法及分析 (13)5.1冷冲凹槽模主要检测项目 (13)5.1.1在原材料进厂或锻件锻后，需要检测的项目 (13)5.1.2在热处理后，需要检测的项目 (13)5.2力学性能检测 (13)5.2.1硬度检测 (14)5.2.2强度和塑性检测 (14)5.2.3冲击韧性检测 (14)5.2.4疲劳极限检测 (15)5.2.5耐磨性检测 (15)5.3成分、组织及微观形貌检测 (15)六.总结 (16)参考文献 (16)一.工件的服役条件及所受载荷、性能要求、失效形式分析1.1. 工件的服役条件及所受载荷分析冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。
板料，模具和设备是冲压加工的三要素。
按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。
前者适合变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下进行，是薄板常用的冲压方法。
它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。
①承受较大的冲击载荷和挤压压力由于该工件为冷冲凹模，其原理是在压力作用下是板材冲压成型，型腔在服役过程中须承受一定吨位的压力，故导致在服役时要承受高的冲击载荷和挤压应力。
[01]②承受强烈的摩擦和磨损凹模和凸模联合作用, 将单片或粘合在一起的多片钢板冷冲剪成零件形状，由于在压力和冲击力作用下，钢制板材必会对模具内表面产生冲刷作用，导致模具承受强烈的摩擦和磨损冷冲模刃口承受很大的冲击力和摩擦作用。
[02]1.2工件的失效形式失效是产品丧失功能的现象。
失效模式是指失效的宏观表现形式和过程，可理解为失效的性质和类型。
而失效机理是指失效的物理，化学变化本质，其微观过程可追溯至原子，分子尺度和结构的变化，它是对失效内在本质，必然性和规律性的研究，以及应力，温度和环境等外部因素对失效过程的影响。
模具的失效又分为正常失效和早期失效。
冷作模具未达到设计的使用期限或寿命，即产生崩刃、碎裂和折断等早期破坏，严重的局部磨损或因塑性变形而无法继续使用，称之为早期失效。
对于早期失效的模具，主要表现有如下3种失效类型：①断裂失效。
包括塑性断裂失效、疲劳断裂失效、蠕变断裂失效及低应力脆断失效等。
②变形失效。
包括过量的弹性和塑性变形失效。
③表面损坏失效。
包括磨损失效、腐蚀失效及表面疲劳（点蚀或剥落）失效等。
正常失效主要为磨损。
但常因结构或热处理不当而产生刃口剥落、镦粗折断等现象，造成模具早期失效。
对冷冲凹模的失效分析可得到失效模式如下：①磨损失效磨损失效是一个多种因素相互影响的复杂过程。
冷冲模由于在机械，热和化学介质作用下，模具的型腔内会变得粗糙，产生损伤，磨损与腐蚀等，会引起黏着磨损，磨粒磨损，微动磨损，腐蚀磨损等，从而使冲裁出来的工件表面不光滑，或尺寸精度不准确，导致模具报废。
②疲劳失效金属零件产生疲劳失效的原因不相同，但归纳起来可以从内因（材料的化学成分、组织、内部缺陷、材料强韧化、材料的选择及热处理状况等）和外因（零件几何形状及表面状态、装配与连接、使用环境因素、结构设计、载荷特性等）两个方面来考虑。
冷冲凹模在服役过程中不仅受到疲劳磨损，而且由于模具与钢板摩擦接触，会使得模具整体产生热疲劳，长期会导致模具报废。
在模具的使用过程中，模具的寿命受冲压设备、模具设计及冲压工艺等多方面因素的影响。
选择正确的冲压设备，制定合理的冲压工序等对提高模具寿命有着重要的意义。
[03]1.3.工件的性能要求冲压模具工作时要承受冲击、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高问的温度下工作（如冷挤压），工作条件复杂，易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。
因此，对模具工作零件的要求比普通零件高。
要求高的弯曲和抗压强度，高的耐磨性和足够的韧性，同时希望热处理变形小。
对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁模具除了要求具有较高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃，还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。
本次设计零件还要求0.02-0.03的双面间隙（高精度），以及HRC58-62的高硬度。
二.选材及原因分析2.1.材料选择制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。
目前制造冲压模具的材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
①.碳素工具钢在模具中应用较多的碳素钢为T8A、T10A等，优点未加工性能好，价格便宜。
但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。
其中T8A为碳素工具钢，虽然淬透性、韧性比T10A钢有所改善，但易残存网状碳化物、热硬性差，只能用于工作批量较小的中厚冲裁模。
②.高碳高铬钢Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，Cr12为传统的冷冲压模具材料，耐磨性较高，淬火时变形很小，透水性很好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。
但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时易出现崩刃或断裂。
其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些。
③.高碳中铬钢Cr4W2MoV钢也是高耐磨微变形高碳中铬钢，替代Cr12型钢而研制的钢种，碳化物的均匀性较好，耐磨性高于Cr12MoV，是与制作形状复杂、尺寸精度要求高的冲压模具，可用于硅钢片冲裁模。
④.新钢种9Cr6W3Mo2V2（代号GM）钢为高耐磨高强韧合金钢，各项工艺性能良好，其耐磨性、强韧性、加工性能均优于Cr12型钢，能够用于高速压力机冲压下的多工位级进模等精密模具，是较理想的耐磨，精密冲压模具用钢。
但此钢种相对于其他钢种价格较贵，本设计冷冲模考虑到经济性因素，不选用此钢种。
[04] 工模具钢与结构钢不同，工模具钢是用来制造刃具、模具和量具的。
工模具钢大多数是在受很大局部压力和磨损条件下工作的。
一般来说，正确的使用工具钢，意味着需要在韧性-耐磨性之间，进行优化处理。
而工具钢这两个相互矛盾的基本性能取决于马氏体的成分与硬度以及碳化物的性质、数量、形态及分布。
为了使工模具钢获得高的硬度、热稳定性和耐磨性以及足够的强度和韧性，在化学成分上应具有高的含碳量（通常为0.6-1.3%C),因为马氏体的硬度和切断抗力是随马氏体的含碳量的增加而升高的。
此钢种高的含碳量，可以保证淬火后获得高碳马氏体，从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少和防止模具损坏时有利的。
此外，高的含碳量可以形成足够数量的碳化物，以保证高的耐磨性。
所加入的合金元素主要是使钢具有高硬度和高耐磨性的一些碳化物形成元素，如Cr 、W 、Mo 、V 、等。
有时也加入一些Mn 和Si ，其目的主要是减少模具在热处理时的变形，并增加钢的淬透性和回火稳定性，使其硬度值随回火温度的上升而下降的慢一些。
由于工模具钢的含碳量较高，其塑性较差为了改善工模具钢的塑性变形能力，并减轻热处理时淬裂的可能性，其对钢材的纯洁性要求较严，对P 、S 含量一般均限制在0.02-0.03%以下。
[05]冷冲模属于冷作模具钢，要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行，又由于形状复杂且存在90度的直角易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具精度要求高、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。
在此处选择钢种为：Cr4W2MoV 。
Cr4W2MoV 钢的化学成分示于表1。
表1-Cr4W2MoV 钢的化学成分（GB/T 1299—2000）ω/%[06]2.2.选材原因分析①C ：碳含量 1.12%-1.25%，碳是决定钢性能的主要元素，此碳含量保证其具有较高的强度和硬度。
②Cr:含量大约为 3.50%-4.00%，铬的主要作用是增强钢的淬透性，促使淬火及回火后整个截面上获得较均匀的组织。
部分Cr 存在于渗碳体中，增大其回火稳定性，使淬火加热时奥氏体晶粒不易长大，碳化物较细小均匀分布。
溶入奥氏体中的Cr ，又可以提高马氏体的回火稳定性。
C Si MnCr W Mo V P S 1.12~ 1.250.40~0.70 ≤0.40 3.50~ 4.00 1.90~ 2.00 0.80~ 1.20 0.80~ 1.10 ≤0.030 ≤0.030③W：含量为0.2%左右,为了防止回火脆性，加入W可减小回火脆性。