[科普中国]-高耐磨高韧性冷作模具钢

高耐磨高韧性冷作模具钢是一种新型冷作模具钢，高耐磨高韧性冷作模具钢的成分特点是相比高碳高合金的Cr12钢适度降低C和Cr的含量，以改善碳化物分布，增加 W、Mo和V 的含量，以增加二次硬化的能力和提高耐磨性，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，高耐磨高强韧性冷作模具钢主要有 GM钢和 ER5 钢。

简介高耐磨高韧性冷作模具钢，具有较高的W、Mo 和 V 的含量，可以改变共晶碳化物的种类，使碳化物由连续网状变为断续网状，形貌和分布得到改善。锰能抑制和降低钢的回火脆性钒能显著细化钢的晶粒，提高钢的综合力学性，和改变初生奥氏体的析出温度和合金凝固温度范围，由于锰对凝固过程的这些影响，使得含锰较高的冷作模具钢初生奥氏体枝晶细化。高耐磨高韧性冷作模具钢具有很好的综合性能，用于线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模、难加工材料的塑校变形用工具冷锻，深拉和搓丝用模以及高速冲裁冲头等。

代表类型GM钢

GM钢的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。

ER5 钢

ER5 钢与 GM 钢有类似的性能，ER5 钢含能提高耐磨性的 C和 V 量较高，其耐磨损性比GM钢好，比基体钢有更高的耐磨性和强韧性，ER5 钢常用于制作精密、重载和高速冷冲模具。

使用性能上主要考虑的因素硬度和红硬性热稳定性硬度是模具钢的重要性能指标，模具在使用过程中应能在压应力的作用下，保持其形状和尺寸不会迅速发生变化。因此经过热处理后的模具应具有足够的硬度，如冷作模具硬度一般在HRC600以上。红硬性是指在受热或高温工作条件下，能够保持组织和性能稳定，具有抗软化能力，在500一600℃条件下，仍保持足够高的硬度。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理制度，是模具钢的重要性能指标之一。

耐磨性模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力，且这种摩擦主要为滑动摩擦，其摩擦情况非常复杂，要求模具在这种条件下仍能保持尺寸和形状不变。模具的耐磨性不仅取决于钢的成分、组织和性能，而且与工作温度、载荷压力状态、润滑介质等有较大的关系。提高钢的硬度，有利于提高钢的耐磨性，但到了一定硬度值之后，再提高硬度对提高耐磨性所起的意义就不显著了。

强度和韧性模具在工作中承受较大负荷及冲击、震动、扭转和弯曲等复杂应力，重负荷的模具往往由于强度不够、韧性不足，造成模具边缘或局部断裂而提前损坏。因此，使模具钢保持足够的硬度和韧性，有利于延长模具寿命。同时，钢的晶粒度和钢中碳化物的数量、大小及分布情况以及残余奥氏体量等，均对钢的强度和韧性有很大的影响。例如，随着钢中晶粒的长大和碳化物分布不均匀度的增加，钢的强度下降，而对韧性的削弱更为明显1。

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学