冷作模具鋼具有良好的淬透性和空冷硬化性。由于鋼中含碳量可達2.30%,鋼變得硬而脆,因此沖擊韌性差,難以承受大的沖擊載荷,容易開裂,形成不均勻的共晶碳化物。
冷作模具鋼經常受到機械力的作用,如拉伸、壓縮、彎曲、沖擊、摩擦等。,導致斷裂、變形、磨損、鉆孔、啃咬、軟化等形式的失效。因此,冷加工模具材料應具有抵抗變形、磨損、斷裂、疲勞、軟化和粘結的能力。
冷作模具鋼的抗咬性,其實就是抗“冷焊”。通常在干摩擦條件下,被測模具鋼的試樣與有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼)進行恒速雙摩擦運動,以一定速度逐漸增大載荷,此時扭矩相應增大。當負載增加到一定臨界值時,扭矩突然急劇增加。這意味著發生了閉塞。
冷作模具鋼工作時,由于被加工材料的變形阻力大,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。不同之處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。
疲勞斷裂失效:主要由循環應力引起,其斷裂過程比脆性斷裂失效慢得多,模具壽命在5000-10000次以上。疲勞斷裂口顯示不同的區域,可以看到疲勞源、疲勞擴展區和快速斷裂區。疲勞斷裂常見于各種重型模具,如冷擠壓模具。因為重型模具壓力變形過程中,模具表面瞬時溫度可達200-300℃,造成溫度循環,從而加速疲勞裂紋。