PAGE25/NUMPAGES25HYPERLINK"/"第一章模具是用來成型各種工業產品的一種重要工藝裝備。提高模具的壽命分事實上確實是延緩模具的實效，找到失效的緣故和解決的措施，達到提高模具壽命的目的。模具失效的分析意義在于：通過對模具失效殘骸的研究，可查明失效的機理和過程，并對失效的緣故作出推斷，從而可針對性地采取改進和預防措施，幸免同類失效再次發生，達到改進模具質量、延長使用壽命、提高服役安全性和可靠性的目的。拉拔：在拉拔時，材料兩向受壓，一向受拉，通過模具的模孔而成型，獲得所需形狀尺寸的型材、毛胚或零件。沖壓：沖壓是利用沖模使材料發生分離或變形，從而獲得零件的加工方法。壓鑄：壓鑄是以一定壓力將熔融金屬高速壓射充填到壓鑄模型腔內，在壓力下凝固而形成鑄件的工藝方法。模具分類：按模具所加工材料的再結晶溫度分①冷變形模具②熱變形模具③溫變形模具按模具加工坯料的工作溫度分①熱作模具②冷作模具③溫作模具按模具成型的材料分①金屬成型模具②非金屬成型模具按模具的用途分①鍛造模具②沖壓模具③擠壓模具④拉拔模具⑤壓鑄模具⑥塑料模具⑦橡膠模具⑧陶瓷模具⑨玻璃模具其它模具等第二章模具因為磨損或其他形式失效、終至不可修復而報廢之前所加工的產品的件數，稱為模具的使用壽命，簡稱模具壽命。阻礙模具壽命的因素內在因素要緊指模具的結構、模具的材料和模具的加工工藝。外在因素包括模具的工作條件和使用維護、制品的材質和形狀大小等。提高模具壽命實質上意味著和模具失效作斗爭。模具壽命與失效的術語定義1）制件報廢2）模具服役3）模具損傷4）模具失效5）早起失效6）正常失效我國模具差不多分為10大類，其中沖壓模和塑料成型模兩大類占要緊部分。生產模具的時刻1）模具設計時刻T12）模具加工時刻T23）模具安裝、調試時刻T34）模具修復及維護時刻T45）模具工作時刻T5模具壽命與實效的術語定義模具生產出的制品出現形狀、尺寸及表面質量不符合其技術要求的現象而不能使用時稱為制件報廢。模具安裝調試后，正常生產合格產品的過程叫模具服役。模具在使用過程中，出現尺寸變化或微裂紋、腐蝕等現象，但沒有立即喪失服役能力的狀態稱為模具損傷。模具受到損壞，不能通過修復而接著服役時稱為模具失效。模具未達到一定工業技術水平公認的使用壽命就不能服役時，稱為模具的早期失效。模具經大量的生產使用，因緩慢塑性變形或較均勻地磨損或疲勞斷裂而不能接著服役時，稱為模具的正常失效。第三章按經濟法觀點對失效分類正常耗損失效模具的使用時刻已到壽命終止期，屬正常失效，應由模具使用者自己負責。模具缺陷失效屬于模具質量問題，應由模具制造者承擔責任。誤用失效屬于使用不當造成的失效，應由模具使用者承擔責任。受累性失效屬于其他緣故或自然災難等不可抗拒的因素所導致的失效。按失效形式及失效機理分類表面損傷要緊包括表面磨損、接觸疲勞、表面腐蝕等。過量變形包括過量彈性形變、塑性變形等。斷裂要緊包括韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂、蠕變斷裂、應力腐蝕斷裂等。工件表面的硬突出物或外來硬質顆粒存在工件與模具接觸表面之間，刮擦模具表面，引起模具表面材料脫落的現象稱為磨粒磨損或磨料磨損。磨粒磨損的要緊特征：磨擦表面上有擦傷、劃痕或形成犁皺的溝痕。當磨粒的棱角尖銳且凸出較高時，金屬表面磨損率較大，反之較小。要減小磨粒磨損量，金屬的硬度Hm應比磨粒的硬度Ha高。模具與工件之間的表面壓力越大，磨粒壓入金屬表面的深度越深，則磨損量越大。工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，嵌入工件的深度越深，對模具的磨損量越小。工件與模具表面相對運動時，由于表面凹凸不平，某些接觸點局部應力超過了材料的屈服強度發生粘合，粘合的結點發生剪切斷裂而拽開，使模具表面材料轉移到工件上或脫落的現象稱為粘著磨損。粘著磨損分為四種類型涂抹當較軟金屬的剪切強度小于接觸處的粘合強度，也小于外加的切應力時，剪切破壞發生在離粘著結合面不遠的較軟金屬層內，被剪切的軟金屬涂抹在硬金屬表面上的現象。擦傷軟金屬表面有細而淺的劃痕；有時硬金屬表面也有劃傷的現象。撕脫剪切破壞發生在磨擦副一方或兩方金屬較深處，有較深劃痕的現象。咬死磨擦副之間咬死，不能相對運動的現象。粘著磨損的要緊特征：金屬表面有細的劃痕，沿滑動方向可能形成交替的裂口、凹穴。最突出的特征是摩擦副之間有金屬轉移，表層金相組織和化學成分均有明顯變化。磨損產物多為片狀或小顆粒，在金屬表面形成大小不等的結疤。相同金屬或互溶性大的材料組成的摩擦副，粘著效應較強，易產生粘著磨損；性質不同的金屬或互溶性較小的材料組成的摩擦副，不易產生粘著磨損。具有多相組織的金屬比單相組織的金屬抗粘著磨損的能力強。模具材料和工件材料硬度相差越大，則磨損越小。兩接觸表面相互運動時，在循環應力的作用下，使表層金屬疲勞脫落的現象稱為疲勞磨損或麻點磨損。疲勞磨損的特點：疲勞磨損裂紋一般產生在金屬的表面和亞表面內，裂紋擴展的方向平行于表面，或與表面成10°～30°的角度，只限于在表面層內擴展。疲勞磨損沒有一個明顯的疲勞極限，壽命波動專門大。當模具表面與液體接觸時，由于金屬表面的氣泡破裂，產生瞬間的沖擊和高溫，使模具表面形成微小麻點和凹坑的現象稱為氣蝕磨損。液體和固體微小顆粒高速落下，反復沖擊到模具表面，使局部材料流失，在金屬表面形成麻點和凹坑的現象稱為沖蝕磨損。氣蝕磨損和沖蝕磨損是疲勞磨損的一種派生形式，易在注塑模與壓鑄模中出現。模具在使用過程中，產生的彈性變形量超過模具匹配所同意的數值，使得成型的工件尺寸和形狀精度不能滿足要求而不能服役的現象，稱為過量彈變形失效。模具在使用過程中，由于發生塑性變形改變了幾何形狀或尺寸，而不能通過修復接著服役的現象稱為塑性變形失效。韌性斷裂斷口的宏觀特征為斷口截面尺寸減小，有縮頸現象。脆性斷裂斷口的宏觀特征為斷口截面尺寸無明顯變化，不產生縮頸。裂紋沿多晶體晶界擴展分離產生的斷裂，也稱為晶界斷裂。沿晶斷裂在室溫下往往是脆性斷裂。疲勞斷裂是指在較低的循環載荷作用下，工作一段時刻后，由裂紋緩慢擴展，最后發生斷裂的現象。疲勞斷裂總是在應力最高、強度最弱的部位上形成。疲勞斷口明顯地分為疲勞擴展區（光亮區）和最后斷裂區（粗糙區）。韌性材料斷口具有纖維狀特征，脆性材料斷口具有結晶狀特征。多種失效形式的交互作用磨損對斷裂的促進作用磨損溝痕可成為裂紋的發源地。當由磨損形成的裂紋在有利于其向縱深進展的應力作用下，就會造成斷裂磨損對塑性變形的促進作用模具局部磨損后，會帶來承載能力的下降以及易受偏載，造成另一部位承受過大的應力而產生塑性變形。塑性變形對磨損和斷裂的促進作用局部塑性變形后，改變了模具零件間正常的配合關系。如塑性變形后，模具間隙不均勻，間隙變小，必定造成不均勻磨損，磨損速度加快，進而促進磨損失效；另一方面，塑性變形后，模具間隙不均勻，承載面積變小，會帶來附加的偏心載荷以及局部應力過大，造成應力集中，并由此產生裂紋，促進斷裂失效。冷拉伸模的失效形式要緊是粘著磨損和磨粒磨損。冷鐓模最常見的失效形式是磨損失效和疲勞斷裂失效。冷擠壓分為四種類型正擠壓金屬坯料的流淌方向與凸模運動方向相同為正擠壓。反擠壓金屬坯料的流淌方向與凸模運動方向相反為反擠壓。復合擠壓金屬坯料的流淌方向一部分與凸模運動方向相同，另一部分與凸模運動方向相反為復合擠壓。徑向擠壓金屬坯料的流淌方向垂直于凸模運動方向為徑向擠壓。錘鍛模的差不多失效形式模具型腔部分的斷裂2）型腔表面的熱疲勞3）型腔表面的磨損4）模具型腔的塑性變形5）模具燕尾開裂錘鍛模的早期脆性斷裂是在錘擊次數較少時發生的。壓力鑄造模是在壓鑄機上用來壓鑄金屬鑄件的成型模具。壓鑄模的型腔表面要緊承受液態金屬的壓力、沖刷、侵蝕和高溫作用，每次壓鑄脫模后，還要對型腔表面進行冷卻、潤滑，使模具承受頻繁的急熱、急冷作用。當模具熱處理時，由于回火不足，組織中仍有較多的殘余奧氏體，在服役溫度下殘余奧氏體將轉變為馬氏體，從而產生相變內應力，這也是引起模具開裂的因素。1）壓鑄鋅合金時，模具的工作壽命較長。2）壓鑄銅合金時，模具的使用壽命遠低于壓鑄鋁合金。3）壓鑄鐵合金時，模具的壽命專門低。在一般情況下，注射模的溫度變化比較急劇，易產生熱疲勞裂紋。斷口的宏觀分析是用肉眼、放大鏡或低倍立體顯微鏡觀看和分析斷口的形貌。金相顯微鏡是失效分析中常用的手段，如加工工藝（鑄造、鍛造、焊接、熱處理、表面處理等）不當或工藝路線不當造成的非正常組織或材料缺陷，都能夠通過金相檢驗鑒不出來。關于腐蝕、氧化、表面加工硬化、裂紋特征，尤其是裂紋擴展方式（穿晶或沿晶），都可從金相檢驗得到可靠的信息。但由于金相顯微鏡的分辨率低，精深小，不宜作斷口觀看。第四章材料抵抗彈性變形的能力稱為剛度。金屬材料的彈性模量E和切變模量G要緊受溫度和材料截面形狀、尺寸的阻礙。模具發生塑性變形的全然緣故，是由于在外力作用下，模具整體或局部產生的應力值大于模具材料屈服點的應力值。受載模具在任一危險點上總存在著最大正應力σmax和最大切應力τmax。拉應力增大時，易使材料產生脆性斷裂。α=σmax/τmax式中，α稱為應力狀態的軟性系數。α值越大，表示應力狀態越軟，材料發生韌性斷裂的傾向越大；反之，應力狀態越硬，材料傾向于脆性斷裂。例如：材料承受三向不等拉伸時發生脆性斷裂的傾向最大。Tc稱為韌－脆轉變溫度。阻礙脆性斷裂的差不多因素1）材料的性質和健全度2）應力狀態3）工作溫度4）加載速度加載速度對脆性材料脆斷傾向的阻礙和工作溫度的阻礙類似。當材料內部已有裂紋存在時，是否會發生快速斷裂，則取決于裂紋尖端的贏了場強度的材料的斷裂韌度。斷裂韌數KⅠc是材料抵抗裂紋失穩擴展的抗力指標。當模具在工作中經常和某些腐蝕介質接觸時，在拉應力和腐蝕介質的共同作用下，通過一段時刻后可能乎發生斷裂，因此稱為應力腐蝕延遲斷裂。造成疲勞的全然緣故是循環應力中的交變重量σa。靜載應力重量σm對疲勞斷裂會產生專門大阻礙。模具的劈來斷裂的特點1）失效抵力低2）塑性變形的高度局部性和不均勻性3）試驗數據分散4）脆性斷裂5）對材料表面及內部的缺陷高度敏感6）疲勞斷口有明顯特征引起疲勞失效的循環應力的最大值σmax低于材料的屈服強度σS。疲勞裂紋多萌生于表面應力集中處。阻礙疲勞強度的因素1）應力集中的阻礙2）表面狀態的阻礙3）尺寸因素的阻礙4）材料本身的阻礙因應力集中導致的疲勞失效，在各種阻礙因素中居首位。材料的強度越高，疲勞斷口敏感度越大，而強度較低、內部又有許多缺陷的灰鑄鐵，其疲勞斷口敏感度專門小。材料磨粒磨損的抗力指標在低應力磨粒磨損條件下，材料的磨損量與接觸壓力成正比，與材料的硬度成反比。這要求模具模具鋼具有高的硬度和耐磨性，應提高鋼中碳和合金元素的含量，并通過適當的熱處理，使其顯微組織在高強度的基體上均勻分布有更硬的碳化物或氮化物相。高應力磨損多發生在磨擦表面承受高能量沖擊載荷時，其應力專門高，足以將磨粒打碎，并使材料表面層產生小量塑性變形。在這種沖擊磨損條件下，要求材料有專門高的加工硬化能力，加工硬化后的硬度要高，而材料差不多保持良好的韌性，如高錳耐磨鋼；但這種情況在模具中專門少見到。多數承受沖擊的模具的磨損類型介于低應力和高應力之間。在這種情況下，為了提高材料的耐磨性，不僅要求有高的硬度，還要求有較好的韌性。扭轉試驗可計算出材料的扭轉屈服強度τs、扭轉強度極限τb、切變模量G和切應變γ等力學性能指標。抗彎強度σbb是材料抵抗截面彎曲的極限系數。壓縮試驗要緊用于脆性材料。硬度表達了材料表面上不大體積內抵抗變形或破裂的能力。拉伸試驗可測得的力學性能彈性極限σe材料產生彈性變形能力的衡量指標。屈服極限σs材料抵抗微量塑性變形能力的衡量指標。抗拉強度σb材料抵抗斷裂能力的衡量指標。剛度E材料抵抗彈性變形能力的衡量指標。延伸率δ、斷面收縮率ψ材料產生塑性變形能力的衡量指標。硬度試驗方法布氏硬度（HBS）后面用三位數表示布氏硬度試驗的有點是壓痕面積較大，其硬度值能反映材料在較大區域內各組成相的平均性能。因此，布氏硬度檢驗最適合測定灰鑄鐵、軸承合金等材料的硬度。壓痕大的另一點是試驗數據穩定，重復性高。洛氏硬度（HRC）洛氏硬度試驗的有點是操作簡便迅速；壓痕小，可對工件直接進行檢驗；采納不同標尺，可測定各種軟硬不同和薄厚不一試樣的硬度。其缺點是壓痕較小，代表性差；尤其是材料中的偏析及組織不均勻等情況，使所測硬度值的重復性差、分散度大；用不同標尺測得的硬度值既不能直接進行比較，又不能彼此互換。維氏硬度（HV）維氏硬度試驗具有專門多優點。由于角錐壓痕清晰，采納對角線長度計量，精確可靠；壓頭為四棱錐體，當載荷改變時，壓入角恒定不變，因此能夠任意選擇載荷，而不存在布氏硬度那種載荷F與壓球直徑D之間的關系約束。此外，維氏硬度也不存在洛氏硬度那種不同標尺的硬度無法統一的問題，而且比洛氏硬度所測試件厚度更薄。維氏硬度試驗的缺點是其測定方法較苦惱，工作效率低，壓痕面積小，代表性差，因此不宜用于成批生產的常規檢驗。實驗表明，當試樣破壞前承受的沖擊次數少于500～1000次，試樣斷裂的規律與一次沖擊相同。沖擊能量高時，材料的多次沖擊抗力要緊取決于塑性；沖擊能量低時，材料的多沖抗力要緊取決于強度。第五章整體式模具要緊指凹模或凸模是由一塊整金屬加工成的模具。整體式模具不可幸免地存在凹圓角半徑，易造成應力集中，并引起開裂。組合式模具是把模具在應力集中處分割為兩部分或幾部分，再組合起來使用的模具。采納組合式模具可幸免應力集中和裂紋的產生。凸、凹模工作間隙的大小決定了模具的生產質量和使用壽命。采納可靠的導向裝置是保證模具剛度的重要措施。設備對模具及工件施加的力是在一段時刻內逐漸增加的，設備速度阻礙施力過程。設備速度越高，模具在單位時刻內受到的沖擊力越大，設備施力時刻越短，沖擊能量來不及傳遞和釋放，易集中在局部，造成局部應力超過模具材料的屈服應力或斷裂強度，因此，設備速度越高，模具越易發生斷裂或塑性變形失效。對模具與成型件相對運動的表面進行潤滑，由于減少了模具與工件的直接接觸，因此減少了模具的磨損，使得成型力降低。潤滑劑還能在一定程度上阻礙坯料向模具傳熱，降低模具溫度，這對提高模具壽命差不多上有利的。模具材料的強度是模具抵抗失效最重要的性能。當模具承受載荷超過了材料的屈服強度，失效件就會產生明顯的塑性變形。提高模具的屈服強度可防止模具產生過量的塑性變形。板條馬氏體要緊是位錯亞結構，具有較高的強度和塑性；針狀馬氏體要緊是孿晶亞結構，硬度高而脆性大。一般中、低強度鋼在韌脆轉變溫度以上，要緊是微孔聚攏型的斷裂機理，發生韌性斷裂，KⅠc較高；在韌脆轉變溫度以下，要緊是解理型斷裂機理，發生脆性斷裂，KⅠc較低。材料抗磨損的能力稱為耐磨性。耐磨性不僅與材料的強度、韌性及強度有關，還與鋼中碳化物的數量、大小及分布有關。一般來講，強度或硬度及韌性越高，碳化物越細小、分布越均勻，材料的耐磨性越好。減輕粘著磨損的要緊措施盡量選擇互溶性少、粘著傾向校的材料配對；選擇強度高、不易塑性變形的材料。提高氧化膜的穩定性，提高氧化膜與基體的結合力；降低表面粗糙度，改善潤滑條件。采納表面滲硫、滲磷、滲氮等處理工藝，在材料表面形成化合物或非金屬層，降低接觸層原子間結合力，減小磨擦系數，幸免直接接觸，以降低磨損量。提高疲勞磨損抗力的措施提高冶金質量，提供優質純凈材料；或鋼中含有適量塑性硫化物夾雜，能將脆性氧化物夾雜，包住形成共生夾雜物，降低氧化物的破壞作用，可提高材料抗疲勞磨損的能力。在基體為馬氏體的組織中，減小碳化物粒度并使其呈球狀均勻分布，使基體中馬氏體、殘余奧氏體和未溶碳化物量之間有最佳匹配，可最大限度的提高疲勞磨損抗力。合理選擇表面硬化工藝，在一定深度范圍內保持殘余壓應力，極有利于提高疲勞磨損抗力。改善模具表面狀態，減少冷熱加工缺陷，降低表面粗糙度，降低磨擦系數，也是專門有效的措施。材料抗周圍介質腐蝕的能力稱為耐蝕性。在高溫下，材料保持其組織、性能穩定的能力稱為熱穩定性。高溫下，材料承受應力頻繁變化的能力稱為耐熱疲勞性。提高耐熱疲勞抗力的措施模具不可幸免的存在圓角、孔等應力集中因素，在不阻礙使用性能的前提下，應盡量選擇最佳結構，使截面圓滑過渡，幸免或降低應力集中。選擇優良的抗熱疲勞性的材料，是決定零件具有優良抗疲勞應力的重要因素。采納表面強化工藝，如表面熱處理、化學熱處理、噴丸和滾壓強化等，改善和提高模具的抗熱疲勞性能。關于低周疲勞和熱疲勞失效，可通過改善材料塑性來改善失效抗力。淬透性是熱處理工藝性能的一種。模具的工作條件及要求室溫載荷較小工況，模具材料的韌性要求遠沒有對強度和耐磨性的要求高。室溫載荷較大工況，模具應具有高的強度、耐磨性，并具有較好的韌性。高溫載荷較小工況，模具應具有高的高溫強度、高溫耐磨性、耐冷熱疲勞性、熱硬度及熱疲勞性和適當的沖擊韌度。高溫載荷較大工況，模具應具有高的高溫韌性，合適的高溫強度、熱硬性及耐熱疲勞性。模具材料要緊采納高碳鋼或高碳高合金鋼。由于冶金技術的阻礙，這些材料不同程度地存在成分和組織的偏析、碳化物粗大不均勻、晶粒粗大等缺陷，使得剛才的性能下降。因此，模塊采納鍛造工藝的目的要緊是為了改善材料內部缺陷，獲得模塊所需要的內部組織和使用性能，并使模塊獲得一定的形狀和尺寸。通過鍛造和退火的模具毛坯，一半都存在一定厚度的脫碳層，必須通過切削加工把脫碳層全部去除。模具零件切削加工的目的是消除毛坯成型時產生的表面缺陷，并使零件獲得一定形狀、尺寸精度和表面粗糙度。模具工作零件最終熱處理后的精加工一般采納磨削。在磨削過程中，由于局部磨擦生熱，容易引起磨削燒傷和磨削裂紋等缺陷，并在磨削表面生成殘余拉應力，造成對零件力學性能的阻礙，甚至成為導致零件失效的緣故。引起磨削缺陷的要緊緣故有：磨削量太大；砂輪太鈍；砂輪磨粒粗細與工件材料組織不匹配；冷卻不利。由于加熱溫度過高、保溫時刻過長及爐內溫度不均勻等，引起模具鋼晶粒粗大的現象稱為過熱。當加熱溫度過高而引起晶界出現局部熔化和氧化的現象稱為過燒。模具淬火加熱時愛護不良，介質中含有較多氧化物或腐蝕物質，加熱超過一定溫度時會時模具表面氧化、脫碳或腐蝕。產生裂紋的要緊緣故原材料內有顯微裂紋；未經預熱而使用過急的加熱速度；冷卻介質選擇不當。冷卻速度過于劇烈；在MS點以下，冷卻速度過大；多次淬火而中間未經充分退火；淬火后未及時回火、回火不足或在回火脆性區域回火；表面增碳、脫碳；化學熱處理不當，多次滲金屬或滲金屬時溫度過高。產生硬度不足的緣故加熱溫度過低，或保溫時刻不足，使奧氏體合金化不充分，甚至沒有完成全部變相。冷去速度過慢，使得部分奧氏體在冷卻過程發生了分解，而不能形成足夠數量的馬氏體。回火溫度過高，使硬度降低過多。產生脆性的要緊緣故材料的冶金質量差；原始組織粗大、碳化物分布不均勻。熱處理工藝不當，例如：淬火加熱溫度過高，或高溫停留時刻過長；回火溫度偏低，回火溫度不足；在回火脆性區回火等。模具熱處理變形的校正方法1）機械法2）熱應力法3）脹大處理法第六章冷作模具鋼用于制做工作溫度小于260℃的沖裁、擠壓、鐓鍛以及滾絲和拉深等冷變形工件的模具。這類模具工作時，一般承受較大的沖擊載荷和擠壓力，刃口或工作表面產生劇烈的磨擦與磨損。這類模具的差不多性能要求是在熱處理后有高的工作硬度、好的韌性、良好的工藝性能以及高的耐磨性。為了得到高的磨損抗力，需要在高硬度馬氏體基體上彌散均勻分布的細小合金碳化物。在保持硬度的同時，提高鋼的強度和韌性對提高耐磨性也是有益的。降低鋼中非金屬夾雜物含量對耐磨性有利。為了提高模具的耐磨性，常采納各種表面強化方法。高碳低合金鋼一般采納淬火、低溫回火，得回火馬氏體基體，彌散分布少量碳化物。這種組織強度高，韌性好，有一定耐磨損性能。常用于工作刃口溫度不高、要求強韌性好的冷擠、冷墩和沖裁模具。高速鋼基體鋼此類應用較成功的鋼種有65Nb、LM1、LM2、CG2和012A1等。此類鋼具有與高速鋼W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V淬火基體組織相似的化學成分。與高速鋼組織相比，鋼中共晶碳化物數量少，尺寸細小且分布均勻。如此既保持了高速鋼的高抗壓強度、紅硬性和耐磨性能，又提高了韌性和抗疲勞性能，實現了強韌性、紅硬性和耐磨性較好地統一。這類鋼要緊用于強韌性和耐磨要求高的場合，如加工難變形材料的模具及大型、復雜、受沖擊載荷大的模具。高碳中鉻耐磨鋼屬于此類鋼的有120、301、LD、GM和ER5鋼。這些鋼種可視為在高碳高鉻萊氏體鋼的成分基礎上進展起來的一類新型高耐磨鋼。降低了鋼中碳和鉻的含量，以減少共晶碳化物。添加W、Mo、V、Si和N等合金元素，以提高鋼的耐磨性。這類鋼一般經淬火及高溫回火后，具有較強的二次硬化效應和較高的強韌性和耐磨性。要緊用于代替Cr12、Cr12MoV及高速鋼模具的應用領域，有較好的技術經濟效益。改良型高速鋼屬于此類鋼的有6W6、W9、M2Al和V3N鋼。這類鋼均由用作刀具材料的W-Mo系通用高速鋼演變而來的。在保證原高速鋼紅硬性和耐磨性的同時，通過合金化元素的調整或添加一些新的元素，以改善高速鋼的韌性和塑性。M2Al和V3N兩鋼種采納Al、N元素補充合金化，使其具有更右移的紅硬性和耐磨性能，達到含Co高速鋼的性能水平，用作生產批量大的高精度沖裁模和冷擠模具，收到專門好的使用效果。熱作模具鋼除一般要求好的室溫強韌性外，還應具有一系列高溫性能，如高溫強度、熱穩定性、熱疲勞抗力、抗氧化性和抗熱熔損性能。新型冷作模具鋼：GD、CH、65Nb、LM2傳統冷作模具鋼：CrWMn、9SiCr、Crl2MoV新型熱作模具鋼：HM3、H10、HD、PH傳統熱作模具鋼：5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2MoV塑料模具鋼一般要求熱處理工藝簡便，熱處理變形小或者不變形，預硬狀態的切削加工性能好，鏡面拋光性能和圖案蝕刻性能優良，表面粗糙度低，使用壽命長。新型模具塑料鋼的鋼種和應用預硬調質型屬于此類鋼種的有P20、718和H13鋼。這類鋼廣泛用于制造大、中型周密注塑模。預硬易切削型屬于此類型鋼的有5NiSCa、SM1和8Cr2S等。這類鋼適用于大、中型注塑模的制造。實效硬化型屬于此類鋼的有25CrNi3MoAl、PMS、SM2鋼等。這類鋼專門適于制做高精度塑料模，還可在軟化處理至低硬度后，用作冷擠成型法制造復雜型腔模具。冷擠壓成型型屬于此類鋼的只有LJ和8416兩個鋼號。這種方法適用于需要重復制造型腔或淺型腔的塑料模具，能夠降低成本，提高生產率。粉末燒結模具材料與傳統的熔鑄法制得的模具鋼相比，具有硬度高、耐磨、耐腐蝕等特點。要緊應用于拉絲、冷鐓、冷沖、冷擠壓等模具，可適應高強度、高壓力負荷、高摩擦、有腐蝕介質及高溫工作條件。鈷結硬質合金（通常稱為硬質合金）其成分要緊由碳化鎢、碳化鈦為硬質相，以鈷為粘結相構成。鈮的作用要緊如下能生成比較穩定的NbC，并可溶入MC和M2C碳化物中，增加其穩定性，使碳化物在淬火加熱時溶解緩慢，阻止晶粒長大，使晶界呈彎曲狀。使奧氏體中的貧碳區增加，淬火后能夠獲得較多的板條狀馬氏體。馬氏體尺寸專門細。鈮還使回火過程中析出的M2C、MC碳化物彌散細小，比較穩定。GM鋼的冷、熱加工和電加工性能良好，熱處理工藝范圍比較寬。GM鋼的硬化能力接近高速鋼而強韌性優于高速鋼和高鉻工具鋼。GM鋼是制做周密、高校、耐磨模具的理想材料。LD鋼的碳含量為0.7%～0.8%，低于“平衡碳”水平，以求得較好韌性，同時加入一定量的鉻、鉬、釩合金元素，有利于通過“二次硬化”來保證較高的硬度和耐磨性，因此LD鋼有較高的強韌性。適用于多種冷鐓、冷擠壓模具，如鋼球、滾子、螺釘、套筒頭模具等。6W6鋼是一種低碳高速鋼類型的冷作模具鋼，它的淬透性好，同時有類似高速鋼的高硬度、高耐磨性、高強度等綜合性能，又有比高速鋼好的韌性。作為冷擠壓用模具鋼，有較好的使用壽命。HD鋼中加入了一定量的Cr、Mo、V等合金元素，目的是通過強化基體并形成有效的強化第二相，以提高鋼的高溫性能。該鋼具有高溫強度較高、熱穩定性及塑韌性較好的特點，與3Cr2W8V鋼相比，具有較好的綜合力學性能，能較顯著地提高模具的使用壽命，適用于制造700℃或更高溫度下的熱作模具，如銅和鋼的熱擠壓模具及銅合金的壓鑄模等。H13鋼是從國外引進的鋼種之一，具有較高的熱強度和硬度，是國外通用的中溫（≤600℃）熱作模具。H13鋼在中溫下具有高的耐磨性和韌性，且有較好的耐冷熱疲勞性能。由于H13鋼具有良好的綜合性能，可廣泛用于制造模鍛錘的鍛模，熱擠壓模具與芯棒，鍛造壓力機模具，精鍛機用模具鑲塊以及鋁、銅、鋅及其合金的壓鑄模。HM1鋼是一種綜合性能優秀的高強韌性模具材料。具有合金成分含量不高，冷熱加工性能好；淬火、回火處理溫度范圍寬及較高的熱強性、抗冷熱疲勞性、抗回火穩定性和耐磨性等特點。PH鋼是一種析出硬化型熱作模具鋼，最大特點是在預硬化狀態下進行模具加工，然后直接使用，在使用中模具表層受熱產生析出硬化，模具信步一般不超過400℃，其組織尤其是殘余奧氏體尚未轉變，因此模具同時具有表層所需的高溫強度和心部有較高的塑、韌性，達到強、韌性的最理想配合，這關于一般熱作模具鋼是難以實現的。可適用于大、中界面熱鍛模、熱擠壓模。具有變形小、淬透性高、易切削等特點。鈷結硬質合金是以難熔金屬的碳化物（如碳化鎢、碳化鈦等）為硬質相，以金屬鈷為粘結相，用粉末冶金的方法制造的合金材料。由于它具有比鋼還要高的硬度和耐磨、耐腐蝕、耐高和氣線膨脹系數小等特點，因此在許多領域得到廣泛應用，但與鋼相比，其韌性、可加工性較差。被廣泛應用于制造拉絲模、沖壓模等。粉末高速鋼是用粉末冶金的方法生產的高速鋼，通常的生產工藝是：以霧化高速鋼為原料，通過冷等靜壓，最終施以熱等靜壓的高溫高壓燒結而成。第七章化學熱處理是指將鋼件置于特定的活性介質中加熱和保溫，使一種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層的化學成分、