一、模具材料分類
冷作模具鋼鑄鐵
模具鋼熱作模具鋼其他模具材料非鐵金屬及合金
塑料模具鋼硬質、鋼結硬質合金
非金屬材料
二、模具材料的主要效能指標
1、強度：表徵材料變形抗力和斷裂抗力的效能指標
冷作模具材料的變形抗力指標是：σ0.2或σs
熱作模具材料的變形抗力指標是：高溫強度
冷作模具的斷裂抗力指標是：σb、σbb、抗壓σ0.2和k1c
影響強度的主要因素有：鋼的化學成分， 金相組織 ，內應力狀態
2、硬度：衡量材料軟硬程度的效能指標。 熱硬性：指模具材料在高溫條件下保持高硬度的能力。
模具對硬度的要求一般是：冷作模具為：52~60hrc 熱作模具為：40~52hrc
因為硬度實際上反映了材料的綜合力學效能，所以模具的效能要求在圖樣上只用硬度標註。
影響硬度和熱硬性的因素主要有：鋼的化學成分，熱處理工藝，表面處理工藝
3、耐磨性：表徵材料抗磨損的效能。 評價耐磨性指標：磨損量或相對磨損量
磨損形式主要有：磨料磨損，粘著磨損 ，氧化磨損，疲勞磨損。
影響磨損的因素有：化學成分，組織狀態，力學效能，潤滑條件
4、韌性 ：指材料在衝擊載荷作用下抵抗脆斷的能力。 評介指標：衝擊韌度ak、靜彎曲撓度
影響因素：鋼的成分、組織和冶金質量例如：碳含量越低、雜質越少，鋼的韌性越高；細晶粒組織、m板、b下、s回都具有高的韌性。
5、耐熱性： 表徵模具材料在較高溫度條件下仍能保持正常工作的能力。 評價指標：高溫熱穩定性、抗氧化性
高溫熱穩定性常以材料在600~700℃時的屈服強度表示。
影響因素：再結晶溫度回火穩定性
6、耐蝕性
含有氯、氟的被加工材料對模具型腔具有一定的腐蝕性。
合金化和表面處理是提高耐蝕性的主要方法。
三、 模具的失效形式及分析
模具工作部分損壞而不能修復，稱為失效。
模具的失效形式：冷衝壓模具過量塑性變形而失效，熱鍛模塌陷、磨損失效，冷鐓衝頭磨損、折斷失效
2、模具失效分析模具失效分析的步驟：生產現場調查，模具用材和製造工藝調查，對模具進行失效分析
模具失效原因主要產生在製造過程：結構設計不當，材料選擇和質量問題，毛坯鍛造不良機械加工缺陷，熱處理不當，裝配精度不高
例：冷衝壓衝頭的失效分析
r處斷裂：衝擊疲勞造成 d處磨損超差：表面硬度不足造成改進措施：增加r處的過渡圓角 d處採用表面強化處理
第二節影響模具壽命的主要因素
1、模具結構設計對模具壽命的影響
1、模腔結構的影響：組合式優於整體式，塔形鍛造凹模式，栓冷鐓凹模
a)為整體式，易於開裂。
b)為組合式，不易開裂，壽命長。
2、模腔過渡圓角半徑r的影響：金屬入口處的形狀和內圓角半徑r對模具壽命影響很大增大圓角半徑r，可提高模具壽命。根據經驗：r=(2~3.5)r適宜
冷擠壓凹模幾何形狀及尺寸對模具壽命的影響：
3、模具工作部位角度的影響
反擠壓凸模結構與壽命： a)、b)凸模頂部設有斜角，所受單位擠壓力小，模具壽命較c)顯著提高。
模鍛斜角β及圓角半徑對應力的影響：模鍛斜角β越大，圓角半徑越大，底部所受最大比較應力越小。
二、模具製造質量對模具壽命的影響
零件加工精度高，模具受力狀態合理，模具壽命高。
ra低，磨損小，產生裂紋的傾向小，模具壽命高。
硬度均勻，耐磨性、抗疲勞性好，模具壽命高。
裝配精度高，模具壽命高。
三、模具材料對模具壽命的影響
模具材料種類：同一模具使用不同的模具材料，模具壽命不同。
零件硬度：不同工作條件的模具，硬度要求不同，並非硬度越高模具的壽命越長。
冶金質量：冶金缺陷多，材質均勻性差，純淨度低，模具壽命短。
新材料：積極使用新材料可以提高模具壽命。
四、熱處理質量與表面強化對模具壽命的影響
正確的預先熱處理規範對提高模具壽命起著很大作用。
採用先進的強韌化方法（淬火+回火）可以提高模具的壽命。
表面強化處理可以大幅度提高模具壽命。
5、模具的使用對模具壽命的影響
1、鍛壓裝置的精度、剛度差，將加速模具的磨損。
2、被加工材料性質不符合要求，對模具壽命產生影響。
3、模具的安裝與使用條件。體現在安裝精度、潤滑油選擇、冷卻措施的合理性。
4、模具的操作規程及維護。主要體現在模具使用過程中的後續處理，中途保溫、中間去應力回火。
5、入庫防鏽、及時刃磨對模具壽命都產生影響。
第二章冷作模具材料
第一節冷作模具對材料效能的要求
1、使用效能要求：
冷作模具的受載形式：拉伸、彎曲、壓縮，衝擊、疲勞、摩擦
冷作模具的失效形式：磨損、開裂，斷裂、變形、咬合、
使用效能的基本要求：模具硬度應高於工件的30%~50%，模具組織應為m回或b下加細小碳化物，良好的耐磨性，高強度σs、σ壓應滿足模具受載要求，足夠的韌性（受衝擊載荷大、易受偏心彎曲的模具），良好的抗疲勞性：σ-1應滿足模具的要求，良好的抗咬合效能：
取決於潤滑條件和成形材料的性質
二、工藝效能要求：熱鍛變形抗力低、塑性好，鍛造溫度範圍寬，鍛裂、冷裂及碳化物析出傾向小，鍛造性，切削力小、切削用量大，刀具磨損小、加工表面光潔，切削加工性，對砂輪質量及冷卻條件不敏感，不易發生磨傷與磨裂，磨削加工性，熱處理工藝性
①淬透性 ：獲得淬硬層深度②回火穩定性：模具鋼受熱軟化的能力③脫碳傾向、過熱敏感性④淬火變形開裂傾向
三、冷作模具材料的成分特點
1、鋼的含量：對高耐磨的冷作模具：0.7%~2.3%c 對高強韌性冷作模具：0.5%~0.7%c
2、合金化特點：加入強碳化物形成元素和增加淬透性的元素
主要合金元素的作用：
矽：淬透性大，回火穩定性大，屈服強度大，過熱脫碳傾向大
錳：淬透性大 ，減小變形，有回火脆性
鉻：淬透性大，抗氧化性大，耐磨性大
鎳：強度和韌性大，淬透性大，耐蝕性大，有回火脆
鉬：提高淬透性，高溫蠕變強度
鎢：二次硬化，提高熱硬性
釩：強碳化物形成元素，提高鋼的回火穩定性、耐磨性、耐熱性。
第二節冷作模具材料及熱處理規範
冷作模具鋼綜合分類：
① 低淬透性冷作模具鋼 ② 低變形冷作模具鋼 ③ 高耐磨微變形冷作模具鋼 ④ 抗衝擊冷作模具鋼 ⑤ 高強韌性冷作模具鋼 ⑥ 高耐磨、高韌性冷作模具鋼 ⑦ 特殊用途冷作模具鋼
1、低淬透性冷作模具鋼
2、（一）碳素工具鋼
1、主要效能特點優點：**便宜，**方便，較高的硬度，一定的耐磨性，易於鍛造，易於軟化。 缺點：淬透性差，淬火易於變形、開裂 ，模具壽命短。
典型鋼種：t7a、t10a、t12a
2、應用：適於製作尺寸較小，形狀簡單，負荷較輕，生產批量不大的冷作模具鋼，t10a效能較好，常用來製作小型切邊模、落料模以及小型拉伸模具。
（二）gcr15鋼
1、主要效能特點 gcr15鋼是專用軸承鋼，冶金質量較高，與碳工鋼相比：硬度高，耐磨性好，接觸疲勞強度高，淬透性高，淬、回火變形開裂傾向小，回火穩定性高，有較高的強韌性，使用壽命大幅提高
2、應用範圍;適於製作精度要求較高的小尺寸落料模、冷擠壓模、搓絲板和成型模
二、低變形冷作模具鋼
成分特點：碳工鋼+少量cr、mn、si、w、v
典型鋼種：crwmn、9mn2v、mncrwv
（一） crwmn
1、主要效能特點：淬透性良好（φ40~φ50模具油中可淬透） ，耐磨性良好（w碳化物作用），淬火變形小，易形成網狀碳化物，鍛造不良，韌性差
2、應用範圍：主要用於製造要求變形小、形狀複雜的輕載衝裁模，輕載拉深、彎曲、翻邊模。
（二）9mn2v鋼
1、主要效能特點：碳含量：0.
85%-0.95%，mn含量：1.
7%-2.0%碳含量高是為了高硬度和耐磨性，mn是為了提高淬透性與crwmn鋼相比，二者耐磨性相近，9mn2v鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂的傾向性比crwmn鋼小，但淬透性低，回火穩定稍差。
2、應用範圍：9mn2v鋼適用於製作鋼板厚度小於4mm的冷沖模，還適合製作精密量具。
三、高耐磨微變形冷作模具鋼
高碳高鉻鋼，萊氏體鋼，從應用上看，應用廣，用量大。既有傳統鋼種，也有新型鋼種，典型鋼號有：cr12、cr12mov、cr12mo1v1、cr4w2mov.
（一） cr12 型鋼包括 cr12、cr12mov、cr12mo1v1。其中cr12mo1v1屬於新型鋼種。
1、主要效能特點：應用狀態，組織中含有大量鉻的碳化物顆粒，耐磨性很高。具有高硬度、高抗壓強度和高承載能力。淬火變形小，通過淬火溫度的調整可達微變形程度。
cr12 型鋼特點比較：cr12碳量高達2.3%，碳化物不均勻性嚴重，脆性大；cr12mov碳量減少至1.
5%，mo、v加入碳化物細化，韌性增加； cr12mo1v1鋼mo、v進一步增加，碳化物更加細化，韌性更好，但鍛造性稍差，難退火。
3、應用範圍：cr12鋼：只適用於製造衝擊負荷小、耐磨性要求高的沖切薄硬鋼板的衝裁模。
cr12mov和cr12mo1v1鋼：廣泛用於製造大截面、形狀複雜的過載模具，如切邊模、落料模、滾邊模、拉絲模。
cr12mo1v1脆斷傾向最小，模具壽命是cr12mov的幾倍。
模具及模具材料的分類
2 細水口模具 流道及澆口不在分模線上，一般直接在產品上，所以要設計多一組水口分模線，設計較為複雜，加工較困難，一般要視產品要求而選用細水口統。細水口模具的定模部分一般由三塊鋼板組成故也有稱此類結構模具為 三板模 三板模是細水口模具中最簡單的結構。3 熱流道模具 此類模具結構與細水口大體相同，其最大...
模具材料複習
第一章模具失效與模具壽命 1.模具失效模具失效是指模具喪失正常的使用功能，不能通過一般的修復方法 如刃磨 拋磨等 模具失效使其重新服役的現象 2.模具使用壽命模具使用壽命 也稱模具正常壽命 是指模具在正常失效前生產出的合格產品的數目。模具使用壽命若其在使用過程中經過多次修模，則模具的使用壽命為首次壽...
模具材料分類
模具鋼分類 按化學成分分為 1 碳素鋼 s50c s55c 2 合金鋼 低合金鋼 5 中合金鋼 5 10 高合金鋼 10 按使用情況分為 塑膠模具鋼 冷作模具鋼 熱作模具鋼 一般塑膠模具鋼以預硬態 即預調質 淬火 高溫回火 供貨，熱作及冷作鋼以退火態供貨。2 塑膠模具鋼的選用 作為塑料模具的使用情況...