张先鸣
【摘 要】整合分析了我国新增的一批工模具钢牌号,列表分析各种工模具钢的各项性能以及在实际中的应用,给模具设计人员在工模具选材上提供借鉴. 【年(卷),期】2013(013)009
【总页数】5页(P86-90)
【关键词】模具钢材;金属热处理;性能
【作 者】张先鸣
【作者单位】湖南冷水江天宝实业有限公司,湖南冷水江417500
【正文语种】中 文
【中图分类】TG142;TG161
1 引言
随着我国国民经济的发展，模具在各个领域中的应用也越来越广泛。目前我国已成为一个模具制造大国，但还称不上模具生产强国，主要表现为模具寿命低，精度低、品种少，尤其是大型、复杂、精密、高寿命模具钢严重供不应求，中、高档模具钢（包括耐腐蚀塑料模具钢）仍需大量依靠进口。国外模具钢的品质主要体现在：纯净、均匀、组织细小、尺寸精确，这些方面的差距造成我国冷作模具钢的韧性不足、耐磨性低，而热作模具钢的高温强度和热疲劳性能低，使国产模具钢的模具寿命较进口钢的模具寿命明显降低。 马凳筋目前国内涉及模具钢的标准主要有GB/T1299-2000《合金工具钢》、YB/T094-1997《塑料模具钢用扁钢》、YB/T129-1997《塑料模具钢模块技术条件》、YB/T107-1997《塑料模具钢用热轧厚钢板》、GB/T1298-2008《碳素工具钢》、GB/T3077-1999《合金结构钢》、GB/T1220-2007《不锈钢棒》、GB/T1221-1992《耐热钢棒》GB/T24594-2009《优质合金模具钢》、GB/T9943-2008《高速工具钢》等国内标准。此外，还有ASTMA681-08《合金工具钢》、JISG4404-2006《合金工具钢》、ISO4957-1999《工具
钢》、DIN17350-80《工具钢 交货技术条件》、BS EN10088-1《不锈钢第1部分：不锈钢的清单》及北美模具压铸协会制定的NADCA#207《压力铸造模具用高级H13钢的验收标准》等国外标准。
2 新增工模具钢牌号
近年来，我国新增一批工模具钢牌号。工模具钢暂按用途划分，有塑料模具钢、热作模具钢、冷作模具钢、特殊用途模具钢和工具钢等5类。
pfc电感新增工模具钢牌号如表1所示。
3 新增工模具钢牌号构成
（1）增YB/T094-1997《塑料模具用扁钢》3个：SM45、SM50、SM55。
（2）增GB/T1298-2008《碳素工具钢》2个：T8、T10。
（3）增GB/T1220-2007《不锈钢棒》5个：2Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、0Cr17Ni4Cu4Nb。
（4）增GB/T24594-2009《优质合金模具钢》1个：10Ni3MnCuAl。
（5）增 ISO4957-1999《工具钢》9个：3Cr17Mo（X38CrMo16） 、 3Cr3Mo3V （32CrMoV12-28） 、4Cr5Mo3V（X38CrMoV5-3）、4Cr5MoWVSi
（X35CrWMoV5） 、4CrNi4Mo（45CrNiMo16） 、Cr12W （X210CrW12） 、MnCrWV （95MnWCr5） 、7CrMn2Mo（70MnMoCr8）、5CrNi2MoV（55NiCrMoV7）。
（6）增 GB/T9943-2008《高速工具钢》1个：W6Mo5Cr4V2。
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（7）增 ASTMA681-08《合金工具钢》1个：5Cr5WMoSi（A8）。
防化手套（8）增GB/T11880-1989《模锻锤和大型机械锻压机用模块技术条件》2个：5Cr2NiMoVSi、4Cr2NiMoV。
（9）增国内自主研发牌号9个：5CrNiMnMoVSCa（代 号 5NiSCa）、8Cr2MnWMoVS（代 号 8Cr2）、2CrNiMoMnV（3Cr2MnNiMo钢的改进型）、2CrNi3MoAl（即 25CrNi3MoAl）、06Ni6CrMoVTiAl（代号06Ni）、7Cr7Mo2V2Si、Cr8、Cr8Mo2VSi、4Cr5Mo2V。
（10）增国内常用辊坯用钢牌号5个：9Cr2Mo、9Cr2V、8Cr3NiMoV、9Cr2MoV（1.2327/86CrMoV7）、9Cr5NiMoV。
表1 新增工模具钢牌号塑料模具钢SM45 SM50 SM55 T8 T10 5CrNiMnMoVSCa 8Cr2MnWMoVS 2CrNiMoMnV 2CrNi3MoAl 06Ni6CrMoVTiAl 10Ni3MnCuAl 18Ni（250）4Cr2Mn1MoS 2Cr13 4Cr13 4Cr13NiVSi 2Cr17Ni2 3Cr17Mo 3Cr17NiMoV 9Cr18 9Cr18MoV热作模具钢4Cr5Mo2V 5CrNi2MoV 5Cr2NiMoVSi 4Cr2MoNiV 3Cr3Mo3V 3Cr3Mo3VCo3 4Cr5Mo3V 4Cr5MoWVSi 4CrNi4Mo冷作模具钢Cr12W MnCrWV W6Mo5Cr4V2 7Cr7Mo2V2Si Cr8 Cr8Mo2VSi工具钢6CrW2V 5Cr5WMoSi 5Cr8MoVSi 7CrMn2Mo 9Cr2Mo 9Cr2V 8Cr3NiMoV 9Cr2MoV7 9Cr5NiMoV特殊用途模具钢2Cr25Ni20Si2 0Cr17Ni4Cu4Nb Ni25Cr15Ti2MoMn Ni53Cr19Mo3TiNb
（11）增其他国家或公司牌号11个：18Ni（250）（钢种源至SAE AMS6512G-2012《Steel,Maraging,Bars,Forgings,Tubing,and Rings 18Ni-7.8Co-4.9Mo-0.40Ti-0.10Al Consumable Electrode Vacuum Melted,Annealed》，但Co、Ti成分略高）；4Cr2Mn1MoS（钢种源至DIN17350-80《工具钢 交货技术条件》中的1.2312，但为改善切
削性能加入0.05%～0.10%的S）；4Cr13NiVSi（日本大同特殊钢株式会社S-STAR改型，增加了Ni要求）；2Cr17Ni2（等同于BS EN10088-1《不锈钢第1部分：不锈钢的清单》中的X17CrNiMo16-2）；3Cr17NiMoV（类似BS EN10088-1《不锈钢第1部分：不锈钢的清单》中的X39CrMo17-1，但增加了V含量要求及Ni的下限要求）；3Cr3Mo3VCo3（钢种源至DIN17350-80《工具钢交货技术条件》）；6CrW2V（钢种源至DIN17350-80《工具钢交货技术条件》）；5Cr8MoVSi（ASTM A681-08《合金工具钢》中A8钢的改型，主要是提高Cr、Mo含量，取消W要求，增加V含量要求）；2Cr25Ni20Si2（钢种源自ASTM A276-10《不锈钢棒材和型材》中310钢，但Si略高）；Ni25Cr15Ti2MoMn（钢种源自GB/T1221-1992《耐热钢棒》中的0Cr15Ni25Ti2MoAlVB，Ni、Ti、Al成分略有差异）；Ni53Cr19Mo3TiNb（等同于ASTM B637-12《高温用沉淀硬化镍合金棒材、锻件和锻坯》中Alloy718合金（UNS N07718）。
4 新增工模具钢的特性、主要特点及用途
4.1 塑料模具钢
（1）SM45钢。为优质碳素塑料模具钢，切削加工性能好，淬火后具有较高的硬度，调质
处理后具有良好的强韧性和一定的耐磨性，广泛用于制造中、小型的中、低档次的塑料模具。
（2）SM50钢。为优质碳素塑料模具钢，切削加工性能好，适宜制造形状简单的小型塑料模具或精度要求不高、使用寿命不需要很长的塑料模具等，但焊接性能、冷变形性能差。
（3）SM55钢。为优质碳素塑料模具钢，切削加工性能中等。由于含碳量高，SM55钢焊接性能以及冷变形性能较差，适宜制造成形状简单的小型塑料模具或精度要求不高、使用寿命较短的塑料模具。
（4）T8钢。淬透性、韧性均优于T10钢，耐磨性也较高，但大、中截面模具易残存网状碳化物，适用于制造小型拉拔、拉伸、挤压模具。
（5）T10钢。是性能较好的碳素工具钢，耐磨性也较高，淬火时过热敏感性小，经适当热处理可得到较高强度和一定韧性，适合制造要求耐磨性较高而受冲击载荷较小的模具。
（6）5CrNiMnMoVSCa钢。加入S元素改善钢的切削加工工艺性能，钢中加入Ca元素主要是改善硫化物的组织形态，改善钢的力学性能，降低钢的各向异性。预硬型易切削塑料模
具钢适宜制造各种类型的精密注塑模具、压塑模具和橡胶模具。
（7）8Cr2MnWMoVS钢。作为预硬钢适宜于制造各种类型的塑料模、胶木模、陶土瓷料模以及印制板的冲孔模。由于8Cr2MnWMoVS模具钢的淬火硬度高，耐磨性好，综合力学性能好，热处理变形小，也可以制造精密的冷冲模具等。
（8）2CrNiMoMnV钢。为预硬化镜面塑料模具钢，是3Cr2MnNiMo钢的改进型，其淬透性高、硬度均匀，并具有良好的抛光性能、电火花加工性能和蚀花（皮纹加工）性能。适用于适用于渗氮处理，用于制造大中型镜面塑料模具。
（9）2CrNi3MoAl钢。属时效硬化钢，由于固溶处理工序是在切削加工制成模具之前进行的，从而避免了模具的淬火变形，因此，模具的热处理变形小，综合力学性能好，适宜制造复杂、精密的塑料模具。
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