一. 衝裁模具材料的選用及熱處理要求
選用衝裁模具材料應考慮工件生產的批量，若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料；還應考慮被衝工件的材質，不同材質適用的模具材料亦有所不同。對於衝裁模具，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，鋼材的耐磨性取決於碳化物等硬質點相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數量越多，則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性的劣優依次為碳素工具鋼 — 合金工具鋼 — 基體鋼 — 高碳高鉻鋼 — 高速鋼 — 鋼結硬質合金 — 硬質合金。
此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。
1.傳統模具用鋼長期以來，國內薄板衝裁模用鋼為 t10a 、 crwmn 、 9mn2v 、 cr12 和 cr12mov 等。
其中 t10a 為碳素工具鋼，有一定強度和韌性。但耐磨性不高，淬火容易變形及開裂，淬透性差，只適用於工件形狀簡單、尺寸小、數量少的衝裁模具。
t10a 碳素工具鋼的熱處理工藝為： 760~810 ℃水或油淬， 160~180 ℃ 回火，硬度 59~62hrc 。
crwmn 、 9mn2v 是高碳低合金鋼種，淬火操作簡便，淬透性優於碳素工具鋼，變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低，應用於中等批量、工件形狀較複雜的衝裁模具。 crwmn 鋼的熱處理工藝為：
淬火溫度 820~840 ℃ 油冷 ，回火溫度 200 ℃，硬度 60~62hrc 。 9mn2v 鋼的熱處理工藝為：淬火溫度 780~820 ℃ 油冷 ，回火溫度 150~200 ℃，空冷，硬度 60~62hrc 。
注意回火溫度在 200~300 ℃範圍有回火脆性和顯著體積膨脹，應予避開。
cr12 和 cr12mov 為高碳高鉻鋼，耐磨性較高，淬火時變形很小，淬透性好，可用於大批量生產的模具，如矽鋼片衝裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性，易產生碳化物偏析，衝裁時容易出現崩刃或斷裂。其中， cr12 含碳量較高，碳化物分布不均比 cr12mov 嚴重，脆性更大一些。
cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決於模具的使用要求，當模具要求比較小的變形和一定韌性時，可採用低溫淬火、回火（ cr12 為 950~980 ℃淬火， 150~200 ℃回火； cr12mov 為 1020~1050 ℃淬火， 180~200 ℃回火 ）。若要提高模具的使用溫度，改善其淬透性和紅硬性，可採用高溫淬火、回火 （ cr12 為 1000~1100 ℃淬火， 480~500 ℃回火； cr12mov 為 1110~1140 ℃淬火， 500~520 ℃回火 ）。
高鉻鋼在 275~375 ℃區域有回火脆性，應予避免。
2.常用模具新鋼種
為了彌補傳統模具鋼種效能的不足，國內開發或引進了以下效能較好的沖壓模具用鋼：
（ 1 ） cr12mo1v1 （代號 d2 ）鋼為仿美國 astm 標準中的 d2 鋼引進的鋼種，屬 cr12 型鋼。由於 d2 鋼中 mo 、 v 含量增加，細化了晶粒，改善了碳化物的分布狀況，因此 d2 鋼的強韌性（衝擊韌度、抗彎強度、撓度）比 cr12mov 鋼有所提高，耐磨性和抗回火穩定性也比 cr12mov 更高。可用深冷處理，提高硬度並改善尺寸穩定性。
用 d2 鋼製作的衝裁模具壽命要高於 cr12mov 鋼模具。
d2 鋼的鍛造效能和熱塑成形性比 cr12mov 鋼略差，機械加工效能和熱處理工藝與 cr12 型鋼相似。
（ 2 ） cr6wv 鋼為高耐磨微變形高碳中鉻鋼，碳、鉻含量均低於 cr12 型鋼，碳化物的分布狀態較 cr12mov 均勻，具有良好的淬透性。熱處理變形小，機械加工效能較好。抗彎強度、衝擊韌度優於 cr12mov ， 只是耐磨性略低於 cr12 型鋼。
用於承受較大衝擊力的高硬度、高耐磨板料衝裁模，其效果好於 cr12 型鋼。
鋼的常用熱處理工藝為：淬火溫度9701 ~ 000℃，一般可熱油或硝鹽分級淬火冷卻，尺寸不大的部件可採取空冷。淬火後應立即回火，回火溫度160210 ~ ℃，硬度 58 ~ 62hrc。
（ 3 ） cr4w2mov 鋼也是高耐磨微變形高碳中鉻鋼，替代 cr12 型鋼而研製的鋼種，碳化物均勻性好，耐磨性高於 cr12mov ，適於製作形狀複雜、尺寸精度要求高的沖壓模具，可用於矽鋼片衝裁模。
cr4w2mov 鋼的熱處理工藝：要求強度、韌性較高時，採用低溫淬火、低溫回火工藝：淬火溫度 960~980 ℃，回火溫度 280~320 ℃，硬度 60~62hrc 。
要求熱硬性和耐磨性較高時，採用高溫淬火、高溫回火工藝：淬火溫度 1020~1040 ℃，回火溫度 50 0~540 ℃，硬度 60~62hrc 。
（ 4 ） 7crsimnmov( 代號 ch-1) 鋼為空淬微變形低合金鋼、火焰淬火鋼，可以利用火焰進行區域性淬火，淬硬模具刃口部分。淬火溫度（ 800~1000 ℃ ），具有良好的淬透性和淬硬性 （可達 60 hrc 以上），強度和韌性較高，崩刃後能補焊。可代替 crwmn 、 cr12mov 鋼，製作形狀複雜的衝裁模。
ch-1 鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度 900~920 ℃， 油冷 ， 190~200 ℃ 回火 1~3 小時，硬度 58~62 hrc 。
（ 5 ） 6crnisimnmov( 代號 gd) 鋼為高韌性低合金鋼，淬透性好，空淬變形小，耐磨性較高。其強韌性顯著高於crwmn 和 cr12mov 鋼，不易崩刃或斷裂。尤其適用於細長、薄片狀凸模及大型、形狀複雜、薄壁凸凹模。
gd 鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度 870~930 ℃（ 900 ℃ 最佳 ），鹽浴爐加熱（ 45s/mm ）， 油冷或空冷、風冷 ， 175~230 ℃ 回火 2 小時，硬度 58~62 hrc 。由於空冷即可淬硬 ，也可採用火焰加熱淬火。
（ 6 ） 9cr6w3mo2v2( 代號 gm) 鋼為高耐磨高強韌合金鋼，各項工藝效能良好，其耐磨性、強韌性、加工效能均優於 cr12 型鋼，能夠用於高速壓力機沖壓下的多工位級進模等精密模具，是較理想的耐磨、精密沖壓模具用鋼。
gm 鋼的熱處理工藝：淬火溫度 1080~1120 ℃，硬度 64~66hrc 。 回火溫度 540~560 ℃，回火二次。
（ 7 ） cr8mowv3si ( 代號 er5) 鋼屬高耐磨高強韌合金鋼，具有較好的電火花加工效能，強度、韌性、耐磨性都優於 cr12 型鋼，適用於大型精密沖壓模具。用於矽鋼片衝裁模，一次刃磨壽命為 21 萬次，總壽命高達 360 萬次，是目前合金鋼衝模衝裁矽鋼片的較高壽命水平。
er5 鋼的推薦熱處理工藝：對高耐磨性、高強韌性的模具，採用 1150 ℃ 淬火， 520~530 ℃ 回火 3 次； 對過載服役條件下的模具，採用 1120~1130 ℃ 淬火， 550 ℃ 回火 3 次。
3 ．硬質合金及鋼結硬質合金
當工件的批量極大時，可以考慮選用硬度和耐磨性比各類模具鋼種更高的硬質合金或鋼結硬質合金 。用作模具材料的硬質合金為鎢鈷類 ，隨著含鈷量的增加，韌性及抗彎強度提高而硬度降低。對於承受衝擊力較小的模具，可以選用含鈷量較低的 yg10x ；承受衝擊力中等或較大的模具，可以選用含鈷量較高的 yg15 或 yg20 。
硬質合金的缺點為韌性較差、難以加工，作為模具的工作部件可以設計為鑲拼結構。 鋼結硬質合金的效能介於硬質合金和高速鋼之間，能夠機械加工和熱處理，可以用於製作複雜的高壽命模具。用作衝裁模的鋼結硬質合金有 dt 、 gt35 、 tlmw50 、 gw50 等。
厚板衝裁模具
厚板衝裁模承受的衝壓力高於薄板衝模，為過載衝裁模，易磨損、崩刃和斷裂，所以要求模具材料應具有高的耐磨性和強韌性。
? 傳統模具用鋼傳統的過載衝裁模具鋼種主要有 t8a 、 cr12mov 、 w18cr4v 、 w6mo5 cr4v2 等。
其中 t8a 為碳素工具鋼，雖然淬透性、韌性比 t10a 鋼有所改善，但易殘存網狀碳化物、熱硬性差，只能用於工件批量較小的中厚衝裁模。 t8a 工具鋼的熱處理工藝為： 790~820 ℃水或油淬， 160~180 ℃ 回火，硬度 58~61hrc 。
w18cr4v、w6mo5cr4v2為高速工具鋼，具有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性，但韌性較低，工作時有可能產生崩刃或斷裂，而且**較貴。建議採用低溫淬火、快速加溫淬火等工藝措施來改善其韌性。對於工件批量較大的厚板衝裁模，可以用w18cr4v、 w6mo5cr4v2鋼做凸模，cr12mov 鋼做凹模 。
w18cr4v 鋼的推薦熱處理工藝： 1220~1250 ℃ 淬火； 550~570 ℃ 回火 3 次。
w6mo5cr4v2 鋼的推薦熱處理工藝： 1160~1200 ℃ 淬火 ： 550~570 ℃ 回火 3 次。
3. 常用模具新鋼種
為了克服高速工具鋼的缺點，提高使用壽命，過載衝裁模具可選用降碳降釩高速鋼6 w6mo5 cr4v（6w6）和以高速鋼成分為基礎，新增少量的其它元素構成的高強韌性模具鋼 — 基體鋼，如 65nb鋼、ld鋼、012al鋼、cg-2 鋼等等 。
（ 1）6 w6mo5 cr4v (6w6)鋼為高強韌性高速鋼，由於降低了碳化物的含量和分布均勻性，使其在保持硬度和耐磨性的同時，抗彎強度、衝擊韌性和塑性都有顯著提高，雖然耐磨性略低，仍可用低溫氮碳共滲提高表面硬度和耐磨性。其熱處理工藝和高速鋼w6mo5cr4v2相似。
（ 2 ） 6cr4w3mo2vnb (65nb) 鋼 65nb 鋼取自 w6mo5crv2 鋼正常淬火後的基本成分，碳含量比高速鋼低， 碳質量分數的中限為 0.65% ，故名 65nb 。各合金元素在鋼中的作用和在高速鋼中相似， 另加入 3% 的 nb 可形成高穩定性的碳化物 nbc ，能有效阻止奧氏體晶粒長大，改善鋼的力學效能和工藝效能。
這種鋼具有較好的耐磨性和較強的高溫韌性，可以代替 cr12mov 、 w18cr4v 鋼，用於過載衝裁模和冷擠壓模、 冷鐓模 。
65nb 鋼鍛造和退火工藝效能良好，熱處理溫度範圍寬，淬火溫度可以在 1080~1180 ℃，回火溫度在 520~600 ℃之間選擇。 當採用比 w6mo5crv2 鋼正常淬火溫度低的溫度淬火後，其組織為在碳含量較低的馬氏體基體上均勻分布有細粒狀未溶碳化物。通過熱處理引數的調整，可以得到不同的強度、韌性、耐磨性配合，以適合不同模具的效能要求。
65nb 鋼的熱處理工藝： 1080~1180 ℃鹽浴爐加熱（ 15~20s/mm ）油淬， 520~560 ℃ 回火 2 次，硬度 57~63 hrc 。
沖壓模具材料的要求及選用
沖壓模具工作時要承受衝擊 振動 摩擦 高壓和拉伸 彎扭等負荷，甚至在較高的溫度下工作 如冷擠壓 工作條件複雜，易發生磨損 疲勞 斷裂 變形等現象。因此，對模具工作零件材料的要求比普通零件高。由於各類沖壓模具的工作條件不同，所以對模具工作零件材料的要求也有所差異。1.衝裁模材料的要求 對於薄板衝裁模具...
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