通過對(dui)汽車模具設計標準的(de)研究，介紹了幾種常用模具材料的(de)使(shi)用性能(neng)，以及模具材料的(de)成(cheng)本、使(shi)用壽命等的(de)比對(dui)。結果表(biao)明，合理的(de)選(xuan)用模具的(de)材料，會(hui)降低成(cheng)本、縮短制造周(zhou)期、方便維修、減少鉗工勞動強度。

　　模(mo)(mo)具是沖(chong)壓(ya)生(sheng)產的(de)(de)(de)關鍵工(gong)藝裝備(bei)，隨著模(mo)(mo)具行業的(de)(de)(de)不斷發展，模(mo)(mo)具在(zai)兵器工(gong)業、機械(xie)工(gong)業及日(ri)用品的(de)(de)(de)生(sheng)產中應用越來越廣泛。我(wo)國的(de)(de)(de)模(mo)(mo)具行業已步入了高速發展時期，但模(mo)(mo)具的(de)(de)(de)制(zhi)造水平(ping)和使(shi)用性能與世界上發達國家(jia)相比，還有很大(da)的(de)(de)(de)差距。現代汽車90%以上的(de)(de)(de)白車身零件，都靠(kao)沖(chong)壓(ya)模(mo)(mo)具實現大(da)批量生(sheng)產。

　　根據(ju)汽車冷沖(chong)模具(ju)的(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)要(yao)求(qiu)：在正常(chang)使(shi)用、維(wei)修狀態下，能多批次、小(xiao)批量生產(chan)出50萬(wan)輛(liang)合格(ge)零(ling)件(jian)。故模具(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)性(xing)能、質量對(dui)模具(ju)的(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)有(you)極大的(de)(de)(de)影響。因此，模具(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)研究和開發，一直受到模具(ju)鋼生產(chan)廠商的(de)(de)(de)重視，并得到了迅速的(de)(de)(de)發展(zhan)。

　　1.模具材料的現狀

　　近年來(lai)，我(wo)國模(mo)具鋼生產技術發(fa)展(zhan)較快，用于制造冷沖壓(ya)模(mo)具材料主要分為以下(xia)幾類：

　　（1）高碳(tan)低合(he)金冷作模具(ju)鋼，如：9SiCr、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、等。

　　（2）抗磨損冷作模具鋼，如：6Cr4W3Mo2VNb、Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等。

　　（3）抗沖擊冷作模具鋼(gang)，如：4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等。

　　（4）冷(leng)作(zuo)模具用高速鋼(gang)，如：W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W9Mo3Cr4V等。

　　2.汽車模具材料的使用性能

　　（1）沖裁模材料的使用要求

　　對于薄板沖(chong)裁模(mo)具(ju)的(de)用(yong)材要求具(ju)有高(gao)的(de)耐磨(mo)性(xing)和硬(ying)度，而對厚板沖(chong)裁模(mo)除了要求具(ju)有高(gao)的(de)耐磨(mo)性(xing)、抗(kang)壓屈服點外，為防(fang)止模(mo)具(ju)斷(duan)裂或崩刃，還(huan)應具(ju)有高(gao)的(de)斷(duan)裂抗(kang)力、韌性(xing)。

　　（2）拉延、整形模材料的使用要求

　　要求(qiu)模具(ju)工作零(ling)件材料具(ju)有(you)高的耐磨(mo)性(xing)(xing)(xing)和硬度(du)、一定的強韌性(xing)(xing)(xing)以及較好的切削加工性(xing)(xing)(xing)能(neng)、良好的抗粘附性(xing)(xing)(xing)（抗咬合性(xing)(xing)(xing)），而且熱處理時變形要小(xiao)。

　　根(gen)據汽(qi)車廠生產沖壓件的模具(ju)現(xian)狀，汽(qi)車模具(ju)主要(yao)采用的材料(liao)為：鉬(mu)鉻鑄鐵(tie)、、鑄態(tai)空冷鋼。

　　鉬鉻鑄鐵：屬于鎳硬白口鑄鐵系中高鉻白口鑄鐵的一種，由于其共晶組織由一種M7C3型碳化物和奧氏體其它轉變物組成，其基體退火成馬氏體后能表現出很高的耐磨性，同時其含有的鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性、錳能顯著提高韌性，而且鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性。其熱處理的方法為表面淬火，大量節省熱處理時間，淬火后硬度HRC 50以上，熱處理后變形量小。由于其鑄造性好，且鑄造成本較低，可實現整體鑄造，減輕鉗工的工作強度，縮短模具的制造周期。同時由于其硬度相對空冷鋼低，加工時對刀具的磨損較小，具有良好的切削加工性能，加工成本低。在模具工作時，由于鉬鉻鑄鐵的散熱性能優于其他幾種模具材料，尤其模具在機械壓力機上工作時，其具有良好的抗粘附性（抗咬合性）能最大化的保護模具，延長模具使用壽命。維修時，可以直接對其表面進行冷焊，大量節約維修時間。但由于其淬火后的硬度相對較低，耐磨性差，生產高強板的模具不會采用鉬鉻鑄鐵。

　　：屬于高碳高鉻鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，其(qi)含有(you)(you)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)碳化物(wu)和高合金(jin)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)。使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)高硬(ying)度(du)(du)、高耐(nai)磨，其(qi)硬(ying)度(du)(du)與耐(nai)磨性要(yao)高于鉬鉻鑄鐵。其(qi)含有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)釩(fan)能(neng)細化晶粒增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)韌(ren)度(du)(du)，又能(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)高硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)VC，以進一步增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨性；鉻又使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)高的(de)(de)(de)(de)(de)淬透性和回火(huo)(huo)穩(wen)定性。經(jing)整體(ti)淬火(huo)(huo)后(hou)，需要(yao)1～2次的(de)(de)(de)(de)(de)回火(huo)(huo)，熱處理時(shi)(shi)間較(jiao)長。火(huo)(huo)后(hou)硬(ying)度(du)(du)可以達到HRC 60-62。但熱處理后(hou)變(bian)形(xing)量要(yao)大(da)于空冷鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，消除(chu)變(bian)形(xing)困難，容易降低模(mo)(mo)具的(de)(de)(de)(de)(de)精度(du)(du)。生(sheng)(sheng)產(chan)Cr12MoV模(mo)(mo)具鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法為(wei)鍛(duan)造(zao)，生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)(cheng)本較(jiao)高，同時(shi)(shi)由(you)(you)于鍛(duan)造(zao)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)局限性，Cr12MoV鋼(gang)(gang)(gang)(gang)只(zhi)能(neng)分(fen)塊鍛(duan)造(zao)，制造(zao)模(mo)(mo)具時(shi)(shi)還需要(yao)拼裝鑲塊，增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)鉗工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)勞(lao)動強度(du)(du)，延長了(le)(le)模(mo)(mo)具的(de)(de)(de)(de)(de)制造(zao)周期，成(cheng)(cheng)(cheng)本也隨之增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)。同時(shi)(shi)由(you)(you)于其(qi)硬(ying)度(du)(du)相對(dui)(dui)空冷鋼(gang)(gang)(gang)(gang)高，加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)時(shi)(shi)對(dui)(dui)刀(dao)具的(de)(de)(de)(de)(de)磨損(sun)較(jiao)大(da)，增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)切(qie)削加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間和成(cheng)(cheng)(cheng)本。另外，由(you)(you)于Cr的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量存在(zai)，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)液(ye)結晶時(shi)(shi)析出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量共(gong)晶碳化物(wu)，形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)帶狀或網狀碳化物(wu)脆性區，其(qi)塑性、韌(ren)度(du)(du)差(cha)，裂(lie)紋很(hen)容易在(zai)這里(li)萌生(sheng)(sheng)與擴展，往(wang)往(wang)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)裂(lie)紋產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因，使(shi)其(qi)使(shi)用(yong)壽命降低。對(dui)(dui)其(qi)維修時(shi)(shi)，由(you)(you)于焊(han)接(jie)性能(neng)差(cha)，不能(neng)直接(jie)對(dui)(dui)其(qi)表(biao)面進行冷焊(han)，需要(yao)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱并保(bao)溫一段時(shi)(shi)間后(hou)，再對(dui)(dui)其(qi)表(biao)面進行焊(han)接(jie)，大(da)量浪費維修時(shi)(shi)間。

　　鑄態空冷鋼：是一種以鑄代鍛的高碳低合金鋼，其含有的錳使鋼有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性。其熱處理的方法也為表面淬火，然后空冷即達到淬火的目的，大量節省了時間和成本。火后硬度可達HRC 55以上，不須其他加工，所以變形很小，并且隨淬火溫度的升高變形量逐漸減小。空冷鋼進行表面淬火后，淬硬層下有高韌性基體作襯墊，韌性高于Cr12MoV，工作時不容易產生開裂、崩刃現象。但由于鑄態空冷鋼不能整體鑄造，在加工模具前，需要鉗工將鑲塊拼接好后在進行機加，鉗工勞動強度增加，延長了制造周期，增加了制造成本。但由于其可以使用泡沫板材制造成近型模具型，可以節省鑄造費用以及部分加工費用，又可以降低部分成本。其硬度相對鉬鉻鑄鐵高，加工時對刀具的磨損較大，增加了切削加工的時間，增加了加工成本。另外，空冷鋼具有良好的焊接性能，從而模具獲得較高的使用壽命。制造有偏差時可以直接進行補焊，經打磨修整即可達到理想的效果，大量的節約了維修時間。

　　基于(yu)(yu)以上性(xing)能介紹，適用(yong)于(yu)(yu)拉延(yan)凸(tu)模(mo)、凹模(mo)、壓料圈的材(cai)(cai)料為(wei)鉬鉻(ge)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)和Cr12MoV；適用(yong)于(yu)(yu)整形模(mo)的材(cai)(cai)料為(wei)鉬鉻(ge)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)、Cr12MoV、鑄(zhu)(zhu)態(tai)空冷鋼；適用(yong)于(yu)(yu)修沖(chong)模(mo)具的材(cai)(cai)料為(wei)Cr12MoV、鑄(zhu)(zhu)態(tai)空冷鋼。

　　3.結論

　　故經過上述材(cai)料性(xing)能對比(bi)以及對生產現狀的(de)經驗積累(lei)，對于普通鋼(gang)板（如DC01、DC04、DC06、B170P1等），料厚在1.2以下(xia)時(shi)，由于板材(cai)的(de)屈服(fu)強度(du)在260MPa以下(xia)、硬(ying)度(du)比(bi)較低(di)的(de)鋼(gang)板，拉延模具(ju)(ju)的(de)材(cai)質選用(yong)鉬(mu)鉻(ge)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)即(ji)可(ke)；修沖(chong)模具(ju)(ju)的(de)材(cai)質選用(yong)鑄(zhu)(zhu)態空(kong)冷鋼(gang)即(ji)可(ke)；翻邊整形模具(ju)(ju)工作部(bu)分(fen)(fen)的(de)包(bao)容型(xing)面(mian)等要求(qiu)高韌性(xing)的(de)地(di)方(fang)，鑲塊材(cai)質選用(yong)鑄(zhu)(zhu)態空(kong)冷鋼(gang)即(ji)可(ke)，工作部(bu)分(fen)(fen)的(de)被包(bao)容型(xing)面(mian)等要求(qiu)具(ju)(ju)備高耐磨(mo)性(xing)的(de)地(di)方(fang)，鑲塊材(cai)質選用(yong)鉬(mu)鉻(ge)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)即(ji)可(ke)。

　　對(dui)于(yu)高強鋼板(ban)（車身(shen)常(chang)用(yong)材(cai)料，如B280VK、B340/590DP、B400/780DP、SAPH440等(deng)），以及料厚(hou)在1.2以上(shang)時，由于(yu)板(ban)材(cai)的屈(qu)服強度在260MPa以上(shang)，590MPa以下、硬度比(bi)較高的鋼板(ban)，拉(la)延模(mo)具(ju)的材(cai)質(zhi)選(xuan)用(yong)Cr12MoV即(ji)可；修沖(chong)模(mo)具(ju)的材(cai)質(zhi)選(xuan)用(yong)Cr12MoV即(ji)可；翻(fan)邊整形(xing)模(mo)具(ju)工作部分的包(bao)容鑲塊材(cai)質(zhi)與被(bei)包(bao)容鑲塊材(cai)質(zhi)選(xuan)用(yong)Cr12MoV即(ji)可。