制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳 高鉻或中 鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、 鋼結(jié)硬質(zhì)合金 等等。

1.碳素工具鋼 在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等，優(yōu)點為加工性能好，價格便宜。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。

2. 低合金工具鋼 低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比，減少了淬火變形和開裂傾向，提高了鋼的淬透性，耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。

3. 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代號D2），它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴(yán)重 ，必須進行反復(fù)鐓拔 （軸向鐓、徑向拔）改鍛，以降低碳化物的不均勻性，提高使用性能。

4. 高碳中鉻工具鋼 用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它們的含鉻量較低， 共晶碳化物少，碳化物分布均勻，熱處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化物偏析相對較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。

5. 高速鋼 高速鋼具有模具鋼中最高的硬度、耐磨性和抗壓強度，承載能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V（代號8-4-1）和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2（代號6-5-4-2，美國牌號為M2）以及為提高韌性開發(fā)的 降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V（代號6W6或稱低碳M2）。高速鋼也需要改 鍛 ，以改善其碳化物分布 。

6. 基體鋼 在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當(dāng)增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強度和韌性均優(yōu)于高速鋼，為高強 韌性冷作模具鋼 ，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb（代號65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代號LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代號012AL）等。

7. 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼，但抗彎強度和韌性差。用作模具的硬質(zhì)合金是鎢鈷類 ，對沖擊性小而耐磨性要求高的模具，可選用含鈷量較低 的硬質(zhì)合金。對沖擊性大的模具，可選用 含鈷量較高 的硬質(zhì)合金。

鋼結(jié)硬質(zhì)合金 是以鐵粉加入少量的合金元素粉末（如鉻、 鉬 、鎢、釩等）做粘合劑，以碳化鈦或碳化鎢為硬質(zhì)相，用粉末冶金方法燒結(jié)而成。鋼結(jié)硬質(zhì)合金 的基體是鋼，克服了硬質(zhì)合金韌性較差、加工困難的缺點，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金含有大量的碳化物，雖然硬度和耐磨性低于硬質(zhì)合金，但仍高于其它鋼種，經(jīng)淬火、回火后硬度可達 68 ~ 73HRC。

沖壓模具材料的選用及熱處理要求

選用沖裁模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)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(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì)，不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同。對于沖裁模具，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數(shù)量越多，則耐磨性越好。

常用沖壓模具鋼材耐磨性 的劣優(yōu)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(jié) 硬質(zhì)合金 — 硬質(zhì)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(tǒng)模具用鋼 長期以來，國內(nèi)薄板沖裁模用鋼為 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，只適用于工件形狀簡單、尺寸小、數(shù)量少的沖裁模具

。

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(yōu)于碳素工具鋼，變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低，應(yīng)用于中等批量、工件形狀較復(fù)雜的沖裁模具。 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 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹，應(yīng)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，可用于大批量生產(chǎn)的模具，如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性，易產(chǎn)生碳化物偏析，沖裁時容易出現(xiàn)崩 刃 或斷裂。其中， Cr12 含碳量較高，碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴(yán)重，脆性更大一些。

Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求，當(dāng)模具要求比較小的變形和一定韌性時，可采用低溫淬火、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，可采用高溫淬火、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(qū)域有回火脆性，應(yīng)予避免。

2.常用模具新鋼種

為了彌補傳統(tǒng)模具鋼種性能的不足，國內(nèi)開發(fā)或引進了以下性能較好的沖壓模具用鋼：

（ 1 ） Cr12Mo1V1 （代號 D2 ）鋼 為仿美國 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)中的 D2 鋼引進 的鋼種，屬 Cr12 型鋼。由于 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（沖擊韌度、抗彎強度、撓度）比 Cr12MoV 鋼有所提高，耐磨性和抗回火穩(wěn)定性也比 Cr12MoV 更高?？捎蒙罾涮幚?，提高硬度并改善尺寸穩(wěn)定性。用 D2 鋼制作的沖裁模具壽命要高于 Cr12MoV 鋼模具。 D2 鋼的鍛造性能和熱塑成形性比 Cr12MoV 鋼略差，機械加工性能和熱處理工藝與 Cr12 型鋼相似。國內(nèi)目前輪胎模具做的比較好的有哪些廠，詳細資料

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輪胎模具制造技術(shù)

2.1材料選擇與處理

輪胎模具的材料、熱處理及表面強化處理是影響其性能和壽命的主要因素。

(1)材料選擇

為保證原材料的致密度和純凈度，輪胎模具一般采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼制造。

(2)熱處理

輪胎模具的工作條件較惡劣，特別是子午線輪胎活絡(luò)模具型腔及主要零部件長期處于高溫腐蝕性工作環(huán)境中，且承受各種復(fù)雜應(yīng)力作用。因此，輪胎模具基體應(yīng)具有較強的韌性和良好的力學(xué)性能，表面應(yīng)具有優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕和抗咬合性能。模具基體的強韌性通過預(yù)先熱處理工藝獲得，特定的預(yù)先熱處理工藝可使模具基體的晶粒均勻細化，從而使模具具有較高的強度和韌性及較佳的切削性能，為模具最終的表面強化處理提供良好的金相組織。經(jīng)強韌化處理后的輪胎模具毛坯，布氏硬度為200～230HB。

(3)表面強化處理

輪胎模具在化學(xué)腐蝕性環(huán)境中以及熱、壓力和摩擦作用下工作，因此要求其型腔表面光滑，表面輕度磨損或表面形態(tài)惡化均會造成模具失效。對輪胎模具進行表面強化處理的主要目的是在基體原有性能的基礎(chǔ)上賦予表面新的性能，使模具表面耐腐蝕、耐磨損、耐熱疲勞、抗粘附、抗熱咬合和可多次修整。

稀土復(fù)合滲是在氣體加氧軟氮化的基礎(chǔ)上發(fā)展的錸一氧一氮一碳元素同時滲入模具表面的表面改性技術(shù)，模具表面處理后呈光澤的灰藍色，既能發(fā)揮基體材料的力學(xué)性能，又能達到使用要求，并掩蓋基體材料表面缺陷，延長輪胎模具使用壽命。

實踐證明，由于稀土元素鋅特殊的原子結(jié)構(gòu)和活性，使其不僅能滲入鋼的表面，而且能在表面層中形成一定的濃度梯度。稀土復(fù)合滲技術(shù)有以下幾個特點。

·強韌化預(yù)先熱處理使模具基體的晶粒細化，細化晶粒的相界面增大，為表面強化處理提供了更好的滲入條件。

·稀土元素在表面強化處理過程中起到催滲和微合金化雙重作用，對提高滲速、改善輪胎模具表面微觀組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)和化學(xué)性能有著重要的作用。

·稀土復(fù)合滲表面改性提高了模具的使用性能和工作壽命。稀土復(fù)合滲是一種兼具先進性和經(jīng)濟性的表面強化技術(shù)，除用于輪胎模具以外，在其它橡膠塑料制品模具領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。

實踐證明，通過熱處理及表面強化處理，可以采用碳素塑料模具鋼(S45C或S50C)及低合金塑料模具鋼(35CrMo或40Cr)替代昂貴的精密塑料模具鋼(P20,718或2738)，制造出使用性能良好和壽命較長的輪胎模具，并可降低輪胎模具制造成本，提高其市場競爭力.