低合金冷作模具钢的应用

对于简单模具，高碳钢如T10A是一个可选材料，但高碳钢存在淬透性差、淬火变形显著、耐磨性不足、强韧性及回火稳定性欠佳的问题，因此不适用于制造形状复杂、精度要求高或承载力大的模具。

为满足模具性能需求，高碳低合金钢应运而生。这类钢材在碳素工具钢的基础上添加了适量的合金元素，如铬、镍、锰、钼、钛、钨、钒、硅等，常见型号有CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15等。合金元素的加入显著提升了钢的淬透性，使得油冷可以替代水冷，降低了模具变形和开裂的风险。同时，马氏体在回火过程中不易分解，析出的碳化物也不易聚集长大，从而在低温回火后展现出较高的强韧性和耐磨性，有效延长了模具的使用寿命。

近年来，我国研发了一系列新型低合金冷作模具钢，这些钢材的特点包括合金总量低、淬透性好、淬火温度低、热处理畸变小、强韧性优异以及适当的耐磨性。例如GD（6CrMnNiMoVSi）钢、CH（7CrSiMnMoV）钢、DS（6CrMnNiMoVWSi）钢和CrNiWMoV钢等。GD钢通过添加少量Ni和Si，既强化了基体又提高了低温回火抗力，同时Mo和V的加入有助于细化晶粒，适用于制造易崩刃、易断裂的模具，使用寿命较长。DS钢是一种抗冲击性能突出的冷作模具钢，其韧性明显优于常用的高韧性刀片用工具钢。CH钢的成分与日本SX105V钢相同，是一种适用于火焰淬火的模具钢，常用于汽车等生产线上的模具零件制造。在火焰淬火过程中，通过加热模具刃口切料面，形成硬化层，其下方有高韧性的基体作为支撑，从而确保模具具有较高的使用寿命。