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【干货分享】史上最全模具材料介绍

塑伯橡塑胶2018-12-04 12:24:52

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模具,工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具,这种工具由各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。素有“工业之母”的称号。模具是精密工具,形状复杂,承受坯料的胀力,对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求,模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。



成型模模具材料选用:



模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)


轻载(拉延模) (拉深模)

简单圆筒浅拉深

T10A

Cr2

60~62

成形浅拉深

MnCrWV

9Mn2V,CrWMn

60~62

大批量用落料或拉延 复合模(普通材料拉伸)


Cr12MoV


Cr6WV

58~60



重载拉延模

大批量小型拉延模

SiMnMo

Cr12

60~62

大批量大、中型拉延模

Ni-Cr 合金铸铁

球墨铸铁

45~50

耐热钢、不锈钢拉延模

Cr12MoV(大型)


65~67(渗氮)

CrW5(小型)

GT-15

64~66




弯曲、翻边模

轻型、简单

T10A




9CrWMn

57~60

简单易裂

T7A

54~56

轻型复杂

MnCrWV

57~60

大量生产用

Cr12MoV

57~60

高强度钢板及奥氏体 钢板


Cr12MoV

65~67(渗氮)

大中型弯板 机通用模具

互换性要求严格、形状 复杂


5CrMnMo

5CrNiMo

42~48



常用冷作模具材料选用:



材料类 别


材料牌号


标准号

性能比较

耐磨 性

韧 性

切削加 工性

淬火不 变形性

回火稳 定性

淬硬深度


碳素 工具钢

T7



GB1298-86

较好

较差

水淬(15~ 18)mm 油淬(5~7)mm

T10

较差

中等

较差

T12

较差

中等

较差










合金 工具钢

9SiCr、Cr2









GB1299-85

中等

中等

较好

中等

较差

油淬(40~ 50)mm

9Mn2V

中等

中等

较好

较好

油淬≤30mm

CrWMn

中等

中等

中等

中等

较差

油淬≤60mm

9CrWMn

中等

中等

中等

中等

较差

油淬(40~ 50)mm

Cr12

较差

较好

油淬≤200mm

Cr12MoV

较差


较好

油淬(200~ 300)mm



Cr4W2MoV



较好



较差



中等




中等

φ(150×150)

mm 可内外淬 硬达 60HRC 空 淬(40~50)mm

6W6Mo5Cr4V

较好

较好

中等

中等

中等

较深

SiMnMo

YB/Z10-76

较好

中等

较好

较好

较差

较浅

轴承钢

GCr15

YB9-88

中等

中等

较好

中等

较差

油淬(30~ 35)mm

高速 工具钢

W18Cr4V

YB12-77

较好

较差

较差

中等

W6Mo5Cr4V2

较好

中等

较差

中等



基体钢

6Cr4Mo3Ni2 WV

-

较好

较好

中等

中等

65Cr4W3Mo2

VNb

-

较好

较好

中等

较好

中等

空淬≤50mm 油淬≤80mm



普通硬 质合金

YG3X



YB849-75



最好




不经热 处理, 无变形

最好, 可达 (800~ 900)℃


不经热处理, 内外硬度均匀 一致

YG6

YG8、YG8C

YG15

YG20C、YG25



钢结硬 质合金



YE65(GT35) YE50(GW50)




-




较差, 但优 于普 通硬 质合 金



可机械 加工


可热处 理,几 乎不变 形









冲裁模模具材料选用:



模具类 型

工作条件

推荐选用的材料牌号

硬度(HRC)

中、小批量生产

大量生产

凸模

凹模




硅钢片 冲模

形状简单,冲裁硅钢 薄板厚度≤1mm 的 凸、凹模

CrWMn、Cr6WV、 (Cr12)、 (Cr12MoV)

YG15、YG20 或 YG25

硬质合金;YE50 或 YE65 钢结硬质合 金(另附模套,模 套材料可采用中 碳钢或 T10A)




60~62




60~64

形状复杂,冲裁硅钢 薄板厚度≤1mm 的 凸、凹模

Cr6WV、(Cr12)、 Cr4W2MoV、 Cr2Mn2SiWMoV、 (Cr12MoV)






钢板落 料、冲孔 模

形状简单,冲裁材料 厚度≤4mm 的凸、凹 模

T10A、9Mn2V、

9SiCr、GCr15

YG15、YG20 或 YG25

硬质合金;YE50 或 YE65 钢结硬质合 金(另附模套,模 套材料可采用中 碳钢或 T10A)






薄板(≤4mm): 58~60

厚板:<56






薄板(≤4mm): 60~62

厚板:<56

形状复杂,冲裁材料 厚度≤4mm 的凸、凹 模

CrWMn、9CrWMn、 9Mn2V、Cr6WV


冲裁材料厚度> 4mm,载荷较重的凸、 凹模

(Cr12)、 (Cr12MoV)、 Cr4W2MoV、 Cr2Mn2SiWMoV、 5CrW2Si


同上,但模套材料 需采用中碳合金 钢



冲头

轻载荷(冲裁薄板, 厚度≤4mm)

T7A、T10A、


φ<5mm: φ>10mm: 52~56;

56~60



-

重载荷(冲裁薄板, 厚度>4mm)

W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2、 6W6Mo5Cr4V




剪刀(切 断模)

剪切薄板(厚度

≤4mm)

T10A、T12A、 9Mn2V、GCr15




45~50;

54~58





-


剪切薄板的长剪刀

CrWMn、9CrWMn、 9Mn2V、GCr15、 Cr2Mn2SiWMoV

剪切厚板(厚度> 4mm)

5CrW2Si、 Cr4W2MoV、 (Cr12MoV)


60~64


修(切) 边模

形状简单的

T10A、T12A、 9Mn2V、GCr15




56~60



58~62

形状较复杂的

CrWMn、9Mn2V、 Cr2Mn2SiWMoV


冲剪模模具材料选用:


模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)


直 剪 刃 (长剪刃)

薄板(<3mm)

MnCrWV

T8A、9CrWMn

57~60

中板(3~10mm)

9SiCr

T10A、5CrWMn

56~58

厚板(>10mm)

5CrW2Si

5SiMnMoV

52~56

及不锈、耐热薄板

Cr12MoV

-

57~59

圆 剪 刃 (圆盘剪)

薄板

9SiCr

Cr12MoV

57~60

中板

5CrW2Si

-

52~56

硅钢片

Cr12MoV

-

57~60



成型剪刀

圆钢(一般)

T8A

8Cr3、Cr12MoV

54~58

(小型高寿命)

6W6Mo5Cr4V

-

58~60

型钢

5CrW2Si

5CrNiMo

52~56

废钢

5CrMnMo

5CrMnMoV

48~53



穿孔冲头

薄板、中板

T10A

T8A、60Si2Mn

54~58

厚板

5CrW2Si

6CrW2Si

52~56

奥氏体钢薄板

Cr12MoV

W18Cr4V

58~60

高强度钢板

65Nb

6W6Mo5Cr4V

58~60

偏心载荷

55SiMoV

5SiMnMoV

57~60



冲模工作零件材料选用:



模具类型

凹凸模使用条件

选用材料

热处理(硬度)HRC






冲裁模

冲件厚度 t≤3mm,形状简 单,批量中等

T10A(9Mn2V)

凸模

58~60

凹模 60~62

冲件厚度 t≤3mm,形状复 杂或冲件厚度 t>3mm

GCr15

凸模

58~60

凹模 62~62



要求寿命长

W18Cr4V、120Cr4W2MoV、 W6Mo5Cr4V2

凸模

60~62

凹模 61~63

GW50

69~72

YG15、YG20


加热冲裁

3Cr2W8、5CrNiMo、

6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)

凸模

48~52

凹模 51~53



弯曲模模具材料选用:



模具类型

凹凸模使用条件

选用材料

热处理(硬度)HRC



弯曲模

一般弯曲

T10A

56~60

形状复杂,高耐磨性

Cr12,Cr12MoV,CrWMn

58~62

要求寿命特长

GW50

64~66

YG10,YG15


加热弯曲

5CrNiMo,5CrNiTi

52~56



大型拉延模模具材料选用:



凸模、凹模、凸凹模使用条件

材 料 选 用

热处理(硬度)HRC

中小批量生产

QT600-3

197~269HB


大批量生产

镍铬铸铁 钼铬铸铁 钼钒铸铁

40~45

55~60

50~55



锻模模具材料选用:



钢种

特 点 及 主 要 用 途

5CrNiMo

淬透性、回火稳定性较好,用于锤锻模、机锻模、螺旋压力机锻模、校正模

4CrMnSiMoV2

淬透性好,用于中小型锤锻模、螺旋压力机锻模

4Cr2MoVNi

淬透性好,用于大型锤锻模和 200mm 以上的机锻模

3Cr2WMoVNi

回火稳定性好,用于 200mm 以下的机锻模

8Cr3

强度高,多用于平锻模、切边模



粉末冶金模压模材料选用:



零件 名称

选用材料

热处理要求

其它技术要求





凹模 芯棒


碳素工具钢:T10A,T12A

钢:60~63HRC

1. 平磨后退磁

钢结硬质合金:

2. 粗糙度要求:

合金工具钢:GCr15,Cr12,Cr12Mo,

64~72HRC

工作面:Rα 0.4~0.1μm

Cr12W,Cr12MoV,9CrSi,CrWMn,CrW5 高速钢:W18Cr4V,W9Cr4V,W12Cr4V4Mo 硬质合金:钢结硬质合金,YG15,YG8

硬质合金:88~ 90HRA(钢的细长 芯棒可降至 55~

配合面及定位面: Rα 1.6~0.4μm 非配合面:

(芯棒用硬质合金时,一般为钢与硬合

58HRC,带接杆芯

Rα 3.2~1.6μm

金的焊接镶接形式)

棒连接处局部

3. 工作面及配合面公差

35~40HRC)

等级: IT5~IT7






模冲




碳素工具钢:T8A,T10A 合金工具钢:GCr15,Cr12,Cr12Mo, 9CrSi,CrWMn,CrW5






56~60HRC

1. 平磨后退磁

2. 粗糙度要求: 工作面:Rα 0.8~0.4μm 配合面及定位面:

Rα 0.4~0.1μm 非配合面:

Rα 3.2~0.8μm

3. 工作面及配合面公差 等级:IT5~IT7



粉压模模具材料选用:



模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)



粉末冶金压模

简单凹模

Cr12MoV

W18Cr4V

62~64

复杂凹模

3Cr2W8


64~66(渗氮)

简单凸模

Cr12MoV

MnCrWV

58~62

复杂凸模

Cr6WV

Cr2

54~56

一般型芯

W6Mo5Cr4V2

M18Cr4V

60~62

耐火材料压模

模板

20Cr Cr12MoV

(渗碳)

60~62

60~62

陶瓷压模

简单

Cr2

T10


复杂

Cr12MoV

CrWMn、Cr12

58~62



拉拔模模具材料选用:



模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)


钢管、圆钢冷拔 模

强烈磨损、咬合及 张应力作用 特殊形状规格


T10、Cr2、45、 Cr12MoV



石墨钢、Cr12

(碳氮共渗淬火) 61~63(渗硼淬火)

40~45(心部)

61~63(表面)


拉深模模具材料热处理要求:


凸模、凹模、凸凹模使用条件

材料选用

热处理(硬度)HRC

一般拉深的凸模和凹模

T10A

凸模 58~62

凹模 60~64

多工序拉深级进模的凸模和凹模

Cr12、Cr12MoV

凸模 58~62

凹模 60~64

要求耐磨的凹模

Cr12、Cr12MoV

凹模 62~64

YG10、YG15


冲压不锈钢材料用拉深凸模

W18Cr4V

凸模 62~64

冲压不锈钢材料用拉深凹模

YG8、YG15


材料拉深时加热,凸模和凹模

5CrNiMo、5CrNiTi

52~56



拉深模模具材料选用:



零件 名称

工作条件

推荐选用的材料牌号

硬度 (HRC)

制品 类别

拉深材料

小量生产 (<1 万件)

中批量生产 (<10 万件)

大量生产 (1 百万件)










凹模




小型

铝合金或 铜合金

T10A、GCr15

CrWMn 9CrWMn

CrWMn、9CrWMn Cr6WV

Cr6WV、 Cr4W2MoV Cr12MoV









60~

64

深冲用钢


奥氏体不 锈钢


T10A(镀铬)

铝青铜 QAl9-4



Cr6WV(氮化)

Cr4W2MoV(氮化) Cr12MoV(氮化) YG 类硬质合金⑥ 钢结硬质合金⑥





大、中 型⑤

铝合金或 铜合金

低合金铸铁①

低合金铸铁① 镶嵌模块: Cr6WV④ Cr4W2MoV④

镶嵌模块: Cr6WV④ Cr4W2MoV④

深冲用钢



奥氏体不 锈钢

低合金铸铁② 镶嵌青铜:铝青 铜④QAl9-4

镶嵌模块: Cr6WV(氮化)④ Cr4W2MoV(氮化)④ 铝青铜 QAl9-4④

镶嵌模块: Cr6WV(氮化)④ Cr4W2MoV(氮化)④ Cr12MoV(氮化)④ W18Cr4V(氮化)④


冲头 (凸

模)


小型


T10A

40Cr(渗碳)

T10A Cr6WV

Cr6WV、 Cr4W2MoV Cr12MoV



58~

62

大、中 型⑤



低合金铸铁②


CrWMn、9CrWMn

Cr6WV、 Cr4W2MoV Cr12MoV



压边 圈


小型


T10A

CrWMn 9CrWMn

T10A

CrWMn 9CrWMn

T10A

CrWMn 9CrWMn



54~

58

大、中 型⑤


低合金铸铁①

低合金铸铁①

CrWMn 9CrWMn

① 合金铸铁成分:C3%、Si1.6%、Cr0.4%、Mo0.4%,摩擦面进行火焰淬火。

② 合金铸铁成分同,仅是摩擦面火焰淬火到<420HB

③ 冲头材料,除合金铸铁外,最好镀铬。

④ 镶嵌模块材料,镶嵌于经火焰淬火的低合金铸铁中。

⑤ 大、中型制品系指外径及高度>200mm 者。

⑥ 硬质合金模坯外面必须镶套,模套材料可采用中碳钢或中碳合金钢。



冷镦模模具材料选用:



模具类型及零件名 称

推荐选用的材料牌号


硬度(HRC)

工作条件

中、小批量生产 (<10 万件)

大量生产 (>20 万件)







冷 作 镦 头 (凹

模)


开口模整体 模块

轻载荷、小尺寸

T10A、MnSi

T10A、MnSi

表面 59~62,心 部 40~50

轻载荷、较大尺寸

CrWMn、GCr15

CrWMn、GCr15

表面>62,心部< 55






闭 合 模


整体 模块

轻载荷、小尺寸

T10A、MnSi

-

表面 59~62,心 部 40~50

轻载荷、较大尺寸

CrWMn、GCr15

-

表面>62,心部< 55

嵌镶 模块 模芯


重载荷、形状复杂的 大、中型模具

Cr6WV、Cr4W2MoV


YG15、YG20 或 YG25、YE65、YE50

58~62

(Cr12MoV)

58~62

W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2

>62

基体钢

58~62

嵌镶 模块 模套


重载荷、形状复杂的 大、中型模具

42CrMo、40CrMnMo 4Cr5W2VSi

4Cr5MoVSi 4Cr5MoV1Si

六角螺母冷镦模 T7A、T10A



48~52

钢球、滚子冷镦 模 GCr15、CrWMn




冷作冲头(凸模)

轻载荷、小尺寸

T10A、MnSi


58~60

轻载荷、较大尺寸

CrWMn、GCr15


60~61



重载荷

Cr6WV、 Cr4W2MoV


YG15、YG20、 YG25、YE65、YE50

(另附模套)

56~64

( Cr12MoV)

56~64

W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2

63~64

6W6Mo5Cr4V

56~64

基体钢

56~64


切裁工具


T10A、Cr4W2MoV、 (Cr12MoV)、 W6Mo5Cr4V2



-

切断刀片:60~ 62、63、64~65

滚切刀:61~63、 60~61、62~64




顶出杆

冲击钢荷较大、要求 韧性高的

6W6Mo5Cr4V2、T7A


57~59

中等冲击负荷要求韧 性和耐磨性都好

9CrWMn、CrWMn


<60

冲击负荷不大,但要 求高耐磨性的

W6Mo5Cr4V2


62~63



冷滚压模模具材料选用:



模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)

搓 丝 板

≤M20

9SiCr

Cr12MoV

58~61

滚丝模及 滚齿纹模

一般


Cr12MoV

Cr6WV

58~61

螺距>3mm

9SiCr

56~58

梯形螺纹、齿纹


54~56

成型滚压模

型材校直辊,无缝金属管轧辊等

9Cr2

Cr2

61~63



冷挤压模模具材料选用:





模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)

轻载冷挤压

铝合金(单位压力

<1500MPa)

Cr2(小型)

MnCrWV

60~62

Cr6WV(中型)

Cr12MoV

56~58



重载冷挤压

钢件(单位压力 1500~2000MPa)

6W6Mo5Cr4V(凸模)

W6Mo5Cr4V2

60~62

钢件(单位压力 2000~2500MPa)

Cr12MoV(凹模)

65Nb,CrWMn

58~60

W6Mo5Cr4V2(凸模)

W18Cr4V

61~63



模具型腔冷 挤压凸模

一般中、小型

9SiCr

Cr2、T10A

59~61

大型复杂件

5CrW2Si


59~61(渗碳)

复杂精密件

Cr12MoV

Cr6WV

59~61

成批压制用

65Nb

6W6Mo5Cr4V

59~61

高单位压力(> 2500MPa)

W6Mo5Cr4V2

W18Cr4V、Cr12

61~63



塑料模模具材料选用:



模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)


胶 木 模

冷压型腔

20Cr

20、DT1、40Cr

52~56(渗碳)

小型切断型腔

T10A、9Mn2V

T7A、MnCrWV

54~58

大、中型模具

12CrNi3A、5CrMn

5CrNiMo

52~56



注 塑 模

冷压型腔

20Cr

20、DT1、40Cr

52~56(渗碳)

高强度塑料

T10A、9Mn2V、

12CrNi3A、5CrMnMo

T7A、MnCrWV、 5CrNiMo

54~58

52~56

软质塑料

T7A、40Cr

12CrNi3A

28~32

强磨损塑 料模

玻璃

Cr12MoV


Cr12


60~62

云母粉、石英砂

5CrW2Si

填料

(渗碳)




弯曲模(压弯)模具材料选用:



推荐选用的材料牌号

硬度(HRC)

中、小批量生产

大量生产

凸模

凹模

一般弯曲的凸、凹模

T7A、T10A、9Mn2V、GCr15



54~58


56~61

载荷较重、要求高度耐磨

Cr6WV、(Cr12)、(Cr12MoV)、


的凸、凹模

Cr4W2MoV

注:表中有 括号的牌号 ,因铬含量 高不推荐采 用,可用 Cr6WV  或 Cr4W2MoV 、Cr2Mn2SiWMoV 等牌号代替。



冷精压模具材料选用:



模具名称

使用条件

推荐使用钢号

代用钢号

工作硬度(HRC)

平面精压模

有色金属

T10A

Cr2

59~61

钢件

Cr12MoV


59~61



刻印精压模

有色金属

V

9Cr2



58~60

钢件


Cr12WMoV

不锈钢等高强度 材料

6W6Mo5Cr4V,65Nb

5CrW2Si



立体精压模

浅型腔

Cr2

GCr15,9Cr2

60~62


复杂型腔

Cr6WV


56~58

5CrNiMo

5CrW2Si

54~56

9Cr2

5CrMnMo

57~60



压铸模模具材料选用:




锌合 金

铝合 金

镁合 金

铜合 金



常用合金

Z ZnAl4-1

Z ZnAl4-0.5

Z ZnAl4

ZL101 ZL102 ZL103 ZL104 ZL105 ZL301 ZL302 ZL401

ZM5

ZHSi80-3 ZHPb59-1 ZHAl67-2.5 ZHMn58-2-2

压铸时合金温 度(℃)

410~415

620~710

640~730

910~960

模具工作温度 (℃)

150~200

预热:120~150

180~250

预热:130~180

200~300

预热:140~200

300~380

预热:180~250



对模具要求

耐高温;具有足够强 度及刚性

耐高温、耐冲刷、耐 热裂;有足够强度及 刚性;能良好排气排 渣

与铝合金模具相 同;有较大容量溢 流槽

对耐高温、耐热裂有 更高要求;型腔硬度 比铝合金模具低些


模具寿命

20 万次以上

中小铸件 6~20 万

比铝合金模个稍

1~5 万次;通常在

次;中大铸件 3~8

数千次后会出现裂

万次

选用压铸机

热压室压铸机 冷压室压铸机

冷压室压铸机

冷压室压铸机;热 压室压铸机

冷压室压铸机




特点及用途

应用广泛;批量大、

应用最广泛

应用一般;铸件密

用于抗磁零件、耐

表面需电镀的铸件;

度小、力学性能

磨、导热性能好、受

锌合金易老化,当温

好,用于承受强烈

热后尺寸变化较小

度>100℃或<-10

颠簸、起滞震作用

的零件

℃时尺寸不稳定,

的零件;可制造用

应用受限制

于低温(-196℃以

上)工作的零件


型腔镶块材料

4Cr5MoSiV1(H13)、

4Cr5MoSiV1(H13), 3Cr2W8V、

3Cr2W8V、

3Cr2W8V、5CrNiMo、

4Cr5Mo2MnVSi(Y10), 3Cr3Mo3VNb(HM3)

3Cr3Mo2MnVNbB(Y4)

型芯材料

4CrW2Si

淬火 HRC40-46

淬火 HRC40-44

淬火 HRC40-48

浇口套、镶块

材料同上,淬火 HRC40-48,必要时氮化 HV500-550

同上,淬火

分流锥材料

HRC40-48

推杆材料

4Cr5MoSiV1(H13),3Cr2W8V,淬火 HRC45-50

楔紧块等材料

T8A ,淬火 HRC50-55



材料选用说明

1. 3Cr2W8V,渗氮 HV470-530 或碳氮共渗 HRC55-60,缺点:抗

同左,淬火,型腔

热疲劳性能和导热性差,易变形、磨损和热疲劳,最后出现龟裂。 2. 4Cr5MoSiV1,淬透性和强度、韧性高,抗氧化和抗热疲劳性

HRC 35-40,型芯 HRC

40-45(渗氮易龟裂)

能好。



对模具材料的 要求

1. 在高温下,具有较高的强度、硬度、抗回火稳定性和热冲击韧性;

2. 好的导热性和抗热疲劳性能;

3. 高温下不易氧化、能抵抗液体金属的粘附和腐蚀;

4. 热膨胀系数小;

5. 热处理变形小,淬透性良好;




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