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。一般來說,根據冷加工模具的使用條件,鋼種的選擇可分為以下四種情況:尺寸小、形狀簡單、載荷輕的冷加工模具。例如,用于切割鋼板的小沖頭和剪刀可以由碳工具鋼制成,例如T7A、T8A、T10A和T12A。這種鋼的優點是:可加工性好,價格低,來源容易。但其缺點是淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此,它只適用于制造尺寸小、形狀簡單、載荷輕的工具,以及不需要深硬化層、保持高韌性的冷像模具。
大尺寸、復雜形狀、輕負荷冷加工模具。常用的鋼材有9SiCr、CrWMn、GCr15、9Mn2V等低合金切削工具鋼。這些鋼在油中的硬化直徑一般可達40毫米以上。其中9Mn2V鋼是我國開發的無鉻鋼,可以替代或部分替代含鉻鋼。9Mn2V鋼與CrWMn鋼相比,碳化物不均勻性和淬火開裂傾向較小,脫碳傾向較小,淬透性比碳素工具鋼高,其9SiCr僅比后者高30%左右,是一種值得推廣使用的鋼。