[科普中国]-9Cr6W3MoV2钢

9Cr6W3MoV2钢，又称GM 钢，其中C、Cr 的含量只有 Cr12 钢的一半，大大减低了共晶碳化物不均匀程度，适当增加 W、Mo 和 V 的含量可提高钢的淬透性、能细化晶粒和强化二次硬化效果，硬度值高于基体钢及 Cr12 钢，其抗弯强度高出约 70%，GM钢其韧性和强度均优于 Cr12 钢及高速钢，硬度和耐粘着磨损能力大大优于基体钢，GM钢是一种用于制造精密、耐磨、高寿命的冷作模具的新钢种1。

简介9Cr6W3MoV2钢，是一种高耐磨高强韧性冷作模具钢，适合制造以磨损为主要失效形式的模具，高耐磨高强韧性冷作模具钢比 Cr12 钢具有更好的耐磨性，更长的使用寿命，适合在高速冲床和多工位冲床上使用的冷作模具钢。

基体钢基体钢是在高速钢 W18Cr4V 基础上开发出来的，采用高碳高合金的高速钢制造冷作模具，热处理后钢会中出现大块状碳化物，破坏了基体组织的连续性，在冲击载荷作用下模具发生崩刃现象，导致早期失效。基体钢是为了提高高速钢的韧性而研究发展的新钢种，其成分特点降低 C含量和大幅度减少贵金属 W的用量，基体钢被广泛应用于制造冷挤压、厚板冷冲和冷镦模具，特别适用于制造难以变形材料和大型复杂的冷作模具，基体钢主要有65Nb 钢和 LD 钢。

性能要求冷作模具承受相当大的冲击载荷并反复施加，在加工时模具表面瞬时温度升得很高，随后又降温造成温度反复循环，如此疲劳，加速疲劳裂纹产生和扩展，模具内部的微裂纹、杂质、

组织缺陷等发生剧变成为裂纹源，裂纹源在疲劳载荷作用下扩展成大裂纹，最终导致模具表面剥落，冲载模崩刃，冷挤压模和冷镦模凸模断裂和凹模破裂。针对这种主要失效形式，要求模具具有良好的抗疲劳性，抗疲劳破坏的能力与其成分、组织状态、碳化物形态及分布、模具表明粗糙度等有关。

冷作模具顶部承受来自机器的压力，底部承受来自被加工材料的抗力，在双重压力下，当模具本身强度和韧性不足时，造成凸模的折断、开裂，当冷镦模、冷挤压模的材料抗压、弯曲抗力不足，易出现镦头下凹，冷挤压模变形或孔径变大而失效，为此要求模具有足够的强度和韧性，具有抗工作荷载和抗被加工材料的能力，才能使模具有效工作，模具钢的强度与韧性与钢的成分和热处理工艺密切相关。

冷作模具工作时，模具与坯料之间产生强烈的摩擦，长期使用造成模具磨损，再防止模具表面被划伤或模具变形，影响加工产品的表面质量，为保证模具在工作时保持锋利的刃口，加工产品表面光滑，冷作模具要求具有高硬度和高耐磨性，高硬度和高耐磨性与钢中的碳含量及热处理工艺等有关。

高强韧性冷作模具钢高强韧性冷作模具钢为中碳高合金钢，其主要发展趋势是降低高 Cr12 钢中碳含量，以减少碳化物偏析，提高钢的韧性；与此同时提高 W、M、V 等的含量以形成高硬度碳化物以提高耐磨性。我国主要研制的高韧性、高耐磨性冷作模具钢有 LD 钢、GM 钢、ER5 钢等。典型钢种为 7Cr7Mo2V2Si（LD）钢具有高强韧性，在具有较高韧度的情况下，其抗压、抗弯和耐磨性也较好，适用于高冲击载荷下的冷挤、冷镦模及高强度螺栓的滚丝模等。Cr12Mo V 钢，模具寿命有大的提高，其常用淬火温度为（1100~1120）℃，回火温度为 530~550℃，硬度可达（62~64）HRC。其他钢号有 6W6Mo5Cr4V、CG2、65Nb、、SLD10。此类模具钢是综合性质优良的重载冷作模具钢，适用于冷挤压模、冷冲模、冷镦模及高强度螺栓的滚丝模等2。

性能优化方法预先热处理优化

在预先热处理阶段中普遍采用的退火、正火正在有针对性的进行方法优化。某些合金模具钢，原来普通采用的球化退火方法或等温球化退火方法，现改为调质处理，或者超细化处理，某些还可以结合锻造工艺，在锻后余热淬火后再回火处理，可以进一步提高冷作模具钢的使用寿命。

表面热处理

表面热处理优化方法可以根据冷作模具钢的工作环境和要求进行选择，主要有镀层处理（如镀 Cr、Ni-P 镀）渗氮、碳氮共渗、多元共渗、渗硼、物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等表面强化处理。该方法可以提高冷作模具钢的耐磨性、抗咬合性抗冲击性和热稳定性等。其中，物理气相沉积、化学气相沉积的各种性能都优于其他表面强化方法。渗硼后的硬度会有明显提高，能达到和物理气相沉积、化学气相沉积的类似效果。而镀层处理的抗冲击性、抗剥落性和抗变形开裂性的程度稍低于其他方法。渗氮、碳氮共渗、多元共渗的各种性能指标中除抗冲击性一般，其他性能均较好。

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学