塑料模具鋼冷作模具鋼在工作,由于被加工材料的變形阻力比較大,模具的工作部分承受很大的壓力、彎曲力、沖擊力和摩擦力。因此,冷加工模具的正常報廢原因一般是磨損,有些模具因斷裂、擠壓力和變形超差而提前失效。與刀具鋼相比,冷作模具鋼有許多共同點。要求模具具有較高的硬度和耐磨性,較高的抗彎強度和足夠的韌性,以保證沖壓工藝的順利進行。區別在于模具形狀和加工工藝復雜,摩擦面積大,磨損可能性大,修復和磨削難度大。因此要求有較高的耐磨性。
模具在工作時承受較大的沖壓壓力,并且由于形狀復雜,容易產生應力集中,因此要求有較高的韌性,模具尺寸大,形狀復雜,因此對淬透性要求較高,變形和開裂傾向較小??傊?,冷作模具鋼對淬透性、耐磨性和韌性的要求高于切削工具鋼,但對紅硬性的要求較低或基本沒有(因為是冷成型),因此相應地形成了一些適合冷作模具的鋼種,如高耐磨、微變形冷作模具鋼、高韌性冷作模具鋼等。鋼種的選擇將在下面進一步說明。具有沖擊載荷和薄工具空間的冷加工模具。
如上所述,冷加工模具前三種鋼的使用性能要求主要是高耐磨性,因此采用高碳過共析鋼甚至叢林鋼。但有些冷加工模具,增加了切邊底板和落料模,對應的比較薄,在使用過程中受到沖擊載荷時,應該主要要求高的沖擊韌性。為了解決這一矛盾,可以采取以下措施:①降低碳含量,采用亞折疊鋼,避免鋼的韌性因一次碳化物和二次碳化物而降低;②加入Si、Cr等合金元素,提高鋼的回火穩定性和回火溫度(240-270℃回火),有利于充分消除淬火應力,提高硬度而不降低;②添加W等難熔碳化物形成元素,細化晶粒,提高韌性。高韌性冷加工模具常用的鋼有6SiCr和4CrW2Si。,5CrW2Si等。