通(tong)過對(dui)汽車模(mo)具(ju)設計標準的(de)研究(jiu)，介紹了幾種常用(yong)(yong)模(mo)具(ju)材料的(de)使用(yong)(yong)性(xing)能，以及模(mo)具(ju)材料的(de)成本、使用(yong)(yong)壽命等的(de)比(bi)對(dui)。結果表明，合(he)理的(de)選(xuan)用(yong)(yong)模(mo)具(ju)的(de)材料，會(hui)降(jiang)低成本、縮短制造周期、方便維修(xiu)、減少鉗工勞動強(qiang)度。

　　模(mo)具是沖(chong)壓(ya)生(sheng)產(chan)的關鍵工藝裝備，隨著(zhu)模(mo)具行業(ye)的不斷發(fa)展，模(mo)具在兵器工業(ye)、機械工業(ye)及日用(yong)品(pin)的生(sheng)產(chan)中應(ying)用(yong)越來越廣泛。我(wo)國的模(mo)具行業(ye)已步入了高速發(fa)展時期，但模(mo)具的制(zhi)造水平和使用(yong)性能與世界(jie)上發(fa)達國家相比，還有很大(da)的差距(ju)。現代汽車(che)90%以上的白車(che)身零(ling)件，都靠沖(chong)壓(ya)模(mo)具實現大(da)批量生(sheng)產(chan)。

　　根據汽車冷沖模具(ju)的(de)(de)(de)使用壽命要求：在正常(chang)使用、維修狀態下，能多批次、小批量生(sheng)產(chan)出50萬(wan)輛合格零件。故(gu)模具(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)性能、質量對模具(ju)的(de)(de)(de)使用壽命有極大(da)的(de)(de)(de)影(ying)響。因(yin)此，模具(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)研究和開發(fa)，一直(zhi)受到模具(ju)鋼生(sheng)產(chan)廠商的(de)(de)(de)重視(shi)，并得到了迅速(su)的(de)(de)(de)發(fa)展。

　　1.模具材料的現狀

　　近(jin)年來，我國模具鋼生產技術發展較快，用于制造冷(leng)沖壓模具材(cai)料(liao)主要分(fen)為以(yi)下幾類：

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

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

　　（3）抗沖(chong)擊冷(leng)作模(mo)具鋼，如：4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si等。

　　（4）冷作(zuo)模具用高(gao)速鋼，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(ban)沖裁(cai)(cai)模(mo)具(ju)(ju)的(de)用(yong)材要(yao)求(qiu)具(ju)(ju)有高(gao)(gao)的(de)耐磨性(xing)和硬度(du)，而對厚板(ban)沖裁(cai)(cai)模(mo)除了要(yao)求(qiu)具(ju)(ju)有高(gao)(gao)的(de)耐磨性(xing)、抗壓屈服點(dian)外，為防止模(mo)具(ju)(ju)斷裂或崩刃，還應具(ju)(ju)有高(gao)(gao)的(de)斷裂抗力(li)、韌性(xing)。

　　（2）拉延、整形模材料的使用要求

　　要求(qiu)模具(ju)工作零件材(cai)料具(ju)有高(gao)的耐磨(mo)性(xing)(xing)和硬度(du)、一定的強韌性(xing)(xing)以及較好(hao)的切削加工性(xing)(xing)能、良好(hao)的抗粘(zhan)附性(xing)(xing)（抗咬合性(xing)(xing)），而且熱處理時變形要小。

　　根據汽車廠生產沖(chong)壓件的模具現狀，汽車模具主要采用的材(cai)料為：鉬鉻鑄鐵、、鑄態空(kong)冷鋼(gang)。

　　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(gao)(gao)(gao)碳高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)鋼(gang)，其含(han)有大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)碳化(hua)(hua)物(wu)和(he)(he)高(gao)(gao)(gao)合金度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)體。使(shi)鋼(gang)具(ju)(ju)(ju)有高(gao)(gao)(gao)硬(ying)度(du)(du)、高(gao)(gao)(gao)耐(nai)磨，其硬(ying)度(du)(du)與耐(nai)磨性(xing)要(yao)(yao)高(gao)(gao)(gao)于鉬鉻(ge)鑄鐵。其含(han)有的(de)(de)(de)(de)釩(fan)能細化(hua)(hua)晶粒(li)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)韌度(du)(du)，又能形(xing)成(cheng)(cheng)高(gao)(gao)(gao)硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)VC，以(yi)進(jin)一步增(zeng)加(jia)(jia)(jia)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨性(xing)；鉻(ge)又使(shi)鋼(gang)具(ju)(ju)(ju)有高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)淬透性(xing)和(he)(he)回(hui)火穩定性(xing)。經整體淬火后(hou)，需(xu)要(yao)(yao)1～2次的(de)(de)(de)(de)回(hui)火，熱(re)處理時(shi)間較(jiao)長(chang)。火后(hou)硬(ying)度(du)(du)可以(yi)達到(dao)HRC 60-62。但熱(re)處理后(hou)變(bian)形(xing)量要(yao)(yao)大(da)(da)于空冷鋼(gang)，消除變(bian)形(xing)困難，容易降(jiang)低(di)模具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)精(jing)度(du)(du)。生(sheng)產Cr12MoV模具(ju)(ju)(ju)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法為鍛造，生(sheng)產成(cheng)(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)，同時(shi)由(you)于鍛造工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)局限性(xing)，Cr12MoV鋼(gang)只能分塊鍛造，制造模具(ju)(ju)(ju)時(shi)還需(xu)要(yao)(yao)拼裝鑲(xiang)塊，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了鉗工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)勞(lao)動強(qiang)度(du)(du)，延長(chang)了模具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)制造周(zhou)期，成(cheng)(cheng)本(ben)也隨之增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。同時(shi)由(you)于其硬(ying)度(du)(du)相對(dui)空冷鋼(gang)高(gao)(gao)(gao)，加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)時(shi)對(dui)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)磨損較(jiao)大(da)(da)，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了切削加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間和(he)(he)成(cheng)(cheng)本(ben)。另外，由(you)于Cr的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)量存在，鋼(gang)液(ye)結晶時(shi)析出(chu)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)量共晶碳化(hua)(hua)物(wu)，形(xing)成(cheng)(cheng)帶狀或(huo)網狀碳化(hua)(hua)物(wu)脆(cui)性(xing)區，其塑性(xing)、韌度(du)(du)差(cha)，裂紋(wen)很(hen)容易在這(zhe)里萌生(sheng)與擴展(zhan)，往往成(cheng)(cheng)為裂紋(wen)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原因，使(shi)其使(shi)用(yong)壽命降(jiang)低(di)。對(dui)其維修時(shi)，由(you)于焊(han)接性(xing)能差(cha)，不能直(zhi)接對(dui)其表面進(jin)行(xing)冷焊(han)，需(xu)要(yao)(yao)加(jia)(jia)(jia)熱(re)并保溫一段時(shi)間后(hou)，再(zai)對(dui)其表面進(jin)行(xing)焊(han)接，大(da)(da)量浪費(fei)維修時(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。

　　基于以上(shang)性能介紹，適(shi)用于拉延凸模、凹(ao)模、壓料圈的材料為(wei)鉬鉻鑄(zhu)鐵(tie)和Cr12MoV；適(shi)用于整形模的材料為(wei)鉬鉻鑄(zhu)鐵(tie)、Cr12MoV、鑄(zhu)態空(kong)冷(leng)鋼；適(shi)用于修沖模具(ju)的材料為(wei)Cr12MoV、鑄(zhu)態空(kong)冷(leng)鋼。

　　3.結論

　　故經過上述材(cai)料性能對(dui)(dui)比以及對(dui)(dui)生產(chan)現狀的(de)(de)(de)經驗積累，對(dui)(dui)于普通(tong)鋼(gang)(gang)板（如DC01、DC04、DC06、B170P1等(deng)(deng)），料厚在1.2以下時(shi)，由(you)于板材(cai)的(de)(de)(de)屈服強(qiang)度在260MPa以下、硬度比較(jiao)低的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)板，拉(la)延模(mo)(mo)(mo)具的(de)(de)(de)材(cai)質(zhi)選(xuan)用(yong)鉬鉻(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)即(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)；修沖模(mo)(mo)(mo)具的(de)(de)(de)材(cai)質(zhi)選(xuan)用(yong)鑄(zhu)態空(kong)冷鋼(gang)(gang)即(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)；翻邊整形模(mo)(mo)(mo)具工作(zuo)部分的(de)(de)(de)包(bao)容(rong)型面(mian)等(deng)(deng)要求高韌性的(de)(de)(de)地(di)方，鑲塊材(cai)質(zhi)選(xuan)用(yong)鑄(zhu)態空(kong)冷鋼(gang)(gang)即(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)，工作(zuo)部分的(de)(de)(de)被包(bao)容(rong)型面(mian)等(deng)(deng)要求具備高耐磨性的(de)(de)(de)地(di)方，鑲塊材(cai)質(zhi)選(xuan)用(yong)鉬鉻(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)即(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)。

　　對于(yu)高(gao)強(qiang)鋼(gang)板(ban)(ban)（車身常(chang)用(yong)材(cai)料(liao)，如B280VK、B340/590DP、B400/780DP、SAPH440等），以(yi)及料(liao)厚在(zai)(zai)1.2以(yi)上(shang)時，由于(yu)板(ban)(ban)材(cai)的屈服強(qiang)度在(zai)(zai)260MPa以(yi)上(shang)，590MPa以(yi)下(xia)、硬度比(bi)較高(gao)的鋼(gang)板(ban)(ban)，拉延模(mo)具的材(cai)質選用(yong)Cr12MoV即(ji)(ji)可(ke)；修沖模(mo)具的材(cai)質選用(yong)Cr12MoV即(ji)(ji)可(ke)；翻(fan)邊(bian)整形模(mo)具工作(zuo)部分的包容鑲(xiang)塊材(cai)質與(yu)被包容鑲(xiang)塊材(cai)質選用(yong)Cr12MoV即(ji)(ji)可(ke)。