冷作工具钢

冷作工具钢是一种主要用于制作冷作模具的钢材，其主要特征是高硬度和耐磨性。此类钢种的特点包括真空脱气精炼、良好的机械加工性和淬透性，以及优异的耐磨性和韧性。

特点

冷作工具钢的特点包括真空脱气精炼，内部纯度高，机械加工性良好，淬透性佳，能够通过空气冷却实现淬硬，不易出现淬裂。此外，其耐磨性极佳，适用于不锈钢及高硬度材料的冲裁模。

用途

冷作工具钢广泛应用于制造多种冷作模具，包括冲裁模、成形轧辊、十字槽头螺钉成形模、拉伸模、剪刀等。根据不同用途，其使用硬度有所不同，例如冲裁模的硬度范围为HRC58~62，而成形轧辊的硬度范围为HRC58~63。

工作条件及性能要求

冷作工具钢在工作中受到高压、弯曲力、冲击力和摩擦力的影响。为了适应这些条件，冷作工具钢需要具备高硬度、耐磨性、高抗弯强度和足够的韧性。同时，由于其形状复杂，易产生应力集中，因此要求具有较高的韧性、淬透性和较小的变形及开裂倾向性。

钢种介绍

Crl2

Crl2是一种高碳、高铬类型的莱氏体钢，具有良好的淬透性和耐磨性。但由于碳含量高达2.30%，使得钢变硬而脆，冲击韧性较差，不适合承受较大的冲击荷载。Crl2常用于制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头。

Cr12Mo1V1

Cr12Mo1V1是另一种高碳、高铬类型的莱氏体钢，由于含有更多的钼和钒，其组织和晶粒度更细致，淬透性、强度和韧性都有所提升。Cr12Mo1V1适合制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具。

Cr12MoV

Cr12MoV也是一种高碳、高铬类型的莱氏体钢，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透。由于碳含量低于Cr12钢，且加入了钼、钒，其热加工性能、冲击韧性和碳化物分布都有所改善。

Cr5Mo1V

Cr5Mo1V是合金含量中等的钢种，由于含有钼和钒，其淬透性良好，碳化物分布均匀，具有一定的冲击韧性和较好的耐磨性。Cr5Mo1V常用于制造定型模、钻套、冷冲模等。

9Mn2V

9Mn2V是一种综合力学性能优于碳素工具钢的钢种，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性好，淬火时变形较小。由于含有钒，其晶粒得以细化，降低了过热敏感性。9Mn2V适用于制造各种精密量具、样板，以及小型冲模等。

CrWMn

CrWMn是一种具有较高淬透性的钢种，由于含有钨，形成了碳化物，使其在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。CrWMn对形成网状碳化物比较敏感，这可能会导致工具刃部的剥落风险。

9CrWMn

9CrWMn是一种低合金冷作工具钢，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火变形较小，碳化物分布均匀且颗粒细小。9CrWMn适用于制造截面不大、形状较复杂的冷冲模，以及量规、样板等。

Cr4W2MoV

Cr4W2MoV是一种新型中型合金冷作工具钢，其共晶碳化物颗粒细小，分布均匀，具有较高的淬透性和淬硬性，以及较好的耐磨性和尺寸稳定性。Cr4W2MoV适用于制造各种冲模、冷镦模等。

6Cr4W3Mo2VNb

6Cr4W3Mo2VNb是一种高韧性冷作工具钢，其化学成分接近高速工具钢的基体成分，具有高速工具钢的高硬度、高耐磨性、高强度等特点。6Cr4W3Mo2VNb适用于制造冷挤压模具、冷镦模等。

6W6Mo5Cr4V

6W6Mo5Cr4V是一种低碳高速工具钢类型的冷作工具钢，其淬透性好，具有类似于高速工具钢的高硬度、高耐磨性、高强度等综合性能。6W6Mo5Cr4V适用于制造冷挤压凹模和上下冲头等。

钢种选择

根据冷作模具的不同使用条件，可以选择不同的钢种。对于尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具，可选用碳素工具钢如T7A、T8A等。对于尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具，可选用9SiCr、CrWMn等低合金刃具钢。对于尺寸大、形状复杂、重负荷的冷作模具，可选用中合金或高合金钢如Cr12Mo、Crl2MoV等。对于受冲击负荷且刀尖单薄的冷作模具，可选用6SiCr、4CrW2Si等高韧性冷作模具用钢。

新钢种的发展

为了克服传统冷作工具钢存在的问题，如脆性大、使用中易开裂等，近年来开发了多种新钢种，如Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV、7W7Cr4MoV等，这些新钢种在保持高硬度、高耐磨性的同时，提高了钢的韧性和综合力学性能。

性能比较

常用冷作模具钢的性能比较显示，不同钢种在工作硬度、耐磨性、韧度、淬火不变形性、淬硬深度、可加工性和脱碳敏感性等方面各有优劣。例如，Cr12MoV在耐磨性方面表现出色，而9Mn2V在韧度方面表现较好。

失效形式

冷作工具钢常见的失效形式包括脆性断裂失效和疲劳断裂失效。前者多由冶金缺陷、工艺缺陷或操作不当引起，后者则是由于循环应力所致。疲劳断裂端口呈现出不同区域，反映了其断裂过程的缓慢性。

性能要求

冷作工具钢的性能要求包括一次性脆断抗力、疲劳断裂抗力和裂纹断裂抗力。这些性能可通过一系列指标来评估，如一次冲击断裂功、抗压强度、抗弯强度、小能量多次冲击断裂功、多次冲击断裂寿命、拉一压疲劳强度、疲劳寿命、接触疲劳强度、接触疲劳寿命等。

参考资料

工具钢有哪些.爱问知识人.2024-11-02

合金工具钢合金工具钢按用途分为哪三种.钜研精密模具钢材有限公司.2024-11-02

模具钢有哪两类用于.搜狐网.2024-11-02