冷作工具鋼是一種主要用于制作冷作模具的鋼材，其主要特征是高硬度和耐磨性。此類鋼種的特點包括真空脫氣精煉、良好的機械加工性和淬透性，以及優異的耐磨性和韌性。
特點
冷作工具鋼的特點包括真空脫氣精煉，內部純度高，機械加工性良好，淬透性佳，能夠通過空氣冷卻實現淬硬，不易出現淬裂。此外，其耐磨性極佳，適用于不銹鋼及高硬度材料的沖裁模。
用途
冷作工具鋼廣泛應用于制造多種冷作模具，包括沖裁模、成形軋輥、十字槽頭螺釘成形模、拉伸模、剪刀等。根據不同用途，其使用硬度有所不同，例如沖裁模的硬度范圍為HRC58~62，而成形軋輥的硬度范圍為HRC58~63。
工作條件及性能要求
冷作工具鋼在工作中受到高壓、彎曲力、沖擊力和摩擦力的影響。為了適應這些條件，冷作工具鋼需要具備高硬度、耐磨性、高抗彎強度和足夠的韌性。同時，由于其形狀復雜，易產生應力集中，因此要求具有較高的韌性、淬透性和較小的變形及開裂傾向性。
鋼種介紹
Crl2
Crl2是一種高碳、高鉻類型的萊氏體鋼，具有良好的淬透性和耐磨性。但由于碳含量高達2.30%，使得鋼變硬而脆，沖擊韌性較差，不適合承受較大的沖擊荷載。Crl2常用于制造受沖擊荷載較小，且要求高耐磨性的冷沖模和沖頭。
Cr12Mo1V1
Cr12Mo1V1是另一種高碳、高鉻類型的萊氏體鋼，由于含有更多的鉬和釩，其組織和晶粒度更細致，淬透性、強度和韌性都有所提升。Cr12Mo1V1適合制造要求高耐磨性的大型復雜冷作模具。
Cr12MoV
Cr12MoV也是一種高碳、高鉻類型的萊氏體鋼，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透。由于碳含量低于Cr12鋼，且加入了鉬、釩，其熱加工性能、沖擊韌性和碳化物分布都有所改善。
Cr5Mo1V
Cr5Mo1V是合金含量中等的鋼種，由于含有鉬和釩，其淬透性良好，碳化物分布均勻，具有一定的沖擊韌性和較好的耐磨性。Cr5Mo1V常用于制造定型模、鉆套、冷沖模等。
9Mn2V
9Mn2V是一種綜合力學性能優于碳素工具鋼的鋼種，具有較高的硬度和耐磨性，淬透性好，淬火時變形較小。由于含有釩，其晶粒得以細化，降低了過熱敏感性。9Mn2V適用于制造各種精密量具、樣板，以及小型沖模等。
CrWMn
CrWMn是一種具有較高淬透性的鋼種，由于含有鎢，形成了碳化物，使其在淬火和低溫回火后具有一定的硬度和耐磨性。CrWMn對形成網狀碳化物比較敏感，這可能會導致工具刃部的剝落風險。
9CrWMn
9CrWMn是一種低合金冷作工具鋼，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火變形較小，碳化物分布均勻且顆粒細小。9CrWMn適用于制造截面不大、形狀較復雜的冷沖模，以及量規、樣板等。
Cr4W2MoV
Cr4W2MoV是一種新型中型合金冷作工具鋼，其共晶碳化物顆粒細小，分布均勻，具有較高的淬透性和淬硬性，以及較好的耐磨性和尺寸穩定性。Cr4W2MoV適用于制造各種沖模、冷鐓模等。
6Cr4W3Mo2VNb
6Cr4W3Mo2VNb是一種高韌性冷作工具鋼，其化學成分接近高速工具鋼的基體成分，具有高速工具鋼的高硬度、高耐磨性、高強度等特點。6Cr4W3Mo2VNb適用于制造冷擠壓模具、冷鐓模等。
6W6Mo5Cr4V
6W6Mo5Cr4V是一種低碳高速工具鋼類型的冷作工具鋼，其淬透性好，具有類似于高速工具鋼的高硬度、高耐磨性、高強度等綜合性能。6W6Mo5Cr4V適用于制造冷擠壓凹模和上下沖頭等。
鋼種選擇
根據冷作模具的不同使用條件，可以選擇不同的鋼種。對于尺寸小、形狀簡單、輕負荷的冷作模具，可選用碳素工具鋼如T7A、T8A等。對于尺寸大、形狀復雜、輕負荷的冷作模具，可選用9SiCr、CrWMn等低合金刃具鋼。對于尺寸大、形狀復雜、重負荷的冷作模具，可選用中合金或高合金鋼如Cr12Mo、Crl2MoV等。對于受沖擊負荷且刀尖單薄的冷作模具，可選用6SiCr、4CrW2Si等高韌性冷作模具用鋼。
新鋼種的發展
為了克服傳統冷作工具鋼存在的問題，如脆性大、使用中易開裂等，近年來開發了多種新鋼種，如Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV、7W7Cr4MoV等，這些新鋼種在保持高硬度、高耐磨性的同時，提高了鋼的韌性和綜合力學性能。
性能比較
常用冷作模具鋼的性能比較顯示，不同鋼種在工作硬度、耐磨性、韌度、淬火不變形性、淬硬深度、可加工性和脫碳敏感性等方面各有優劣。例如，Cr12MoV在耐磨性方面表現出色，而9Mn2V在韌度方面表現較好。
失效形式
冷作工具鋼常見的失效形式包括脆性斷裂失效和疲勞斷裂失效。前者多由冶金缺陷、工藝缺陷或操作不當引起，后者則是由于循環應力所致。疲勞斷裂端口呈現出不同區域，反映了其斷裂過程的緩慢性。
性能要求
冷作工具鋼的性能要求包括一次性脆斷抗力、疲勞斷裂抗力和裂紋斷裂抗力。這些性能可通過一系列指標來評估，如一次沖擊斷裂功、抗壓強度、抗彎強度、小能量多次沖擊斷裂功、多次沖擊斷裂壽命、拉一壓疲勞強度、疲勞壽命、接觸疲勞強度、接觸疲勞壽命等。
參考資料 >
工具鋼有哪些.愛問知識人.2024-11-02
合金工具鋼合金工具鋼按用途分為哪三種.鉅研精密模具鋼材有限公司.2024-11-02
模具鋼有哪兩類用于.搜狐網.2024-11-02