一. 彩石金属瓦模具材料的选用及热处理要求
彩石金属瓦模具材料应考虑工件生产的批量,若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料;还应考虑被冲工件的材质,不同材质适用的模具材料亦有所不同.对于冲裁模具,耐磨性是决定模具寿命的重要因素,钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度,两者的硬度越高,碳化物的数量越多,则耐磨性越好.常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次 为碳素工具钢—合金工具钢—基体—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金.
此外还考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响.
1.传统模具用钢 长期以来,国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等.
其中T10A为碳素工具钢,有一定强度和韧性.但耐磨性不高,淬火容易变形及开裂,淬透性差,只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具.
T10A碳素工具钢的热处理工艺为:760~810 ℃水或油 淬,160~180 ℃回火,硬度59~62HRC.
CrWMn、9Mn2V是高碳低合金钢种,淬火操作简便,淬透性优于碳素工具钢,变形易控制.但耐磨性和韧性仍较低,应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具.CrWMn钢的热处理工艺为:淬火温度820~840 ℃油冷 ,回火温度200 ℃,硬度60~钢的热处理工艺为:淬火温度780~820 ℃油冷 ,回火温度150~200 ℃,空冷,硬度60~62HRC.注意回火温度在200~300 ℃范围有回火脆性和显著体积膨胀,应予避开.
Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢,耐磨性较高,淬火时变形很小,淬透性好,可用于大批量生产的模具,如硅钢片冲裁模.但该类钢种存在碳化物不均匀性,易产生碳化物偏析,冲裁时容易出现崩刃 或断裂.其中,Cr12含碳量较高,碳化物分布不均比Cr12MoV严重,脆性更大一些.
Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求,当模具要求比较小的变形和一定韧性时,可采用低温淬火、回火(Cr12为950~980 ℃淬火,150~200 ℃回火;Cr12MoV为1020~1050 ℃淬火,180~200 ℃回火). 若要提高模具的使用温度,改善其淬透性和红硬性,可采用高温淬火、回火 (Cr12为1000~1100 ℃淬火,480~500 ℃回火;Cr12MoV为1 ℃淬火,500~520 ℃回火 ).
高铬钢在275~375 ℃区域有回火脆性,应予避免.
2.常用模具新钢种 
为了弥补传统模具钢种性能的不足,国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢:
(1)Cr12Mo1V1(代号D2)钢 为仿美国ASTM标准中的D2钢引进 的钢种,属Cr12型钢.由于D2钢中Mo、V含量增加,细化了晶粒,改善了碳化物的分布状况,因此D2钢的强韧性(冲击韧度、抗弯强度、挠度)比Cr12MoV钢有所提高,耐磨性和抗回火稳定性也比Cr12MoV更高.可用深冷处理,提高硬度并改善尺寸稳定性.用D2钢制作的冲裁模具寿命要高于Cr12MoV钢模具.
D2钢的锻造性能和热塑成形性比Cr12MoV钢略差,机械加工性能和热处理工艺与Cr12型钢相似.
(2)Cr6WV钢 为高 耐磨微 变形高碳中铬钢,碳、铬含量均低于Cr12型钢,碳化物的分布状态较Cr12MoV均匀,具有良好的淬透性.热处理变形小,机械加工性能较好.抗弯强度、冲击韧度优于Cr12MoV, 只是耐磨性略低于Cr12型钢.用于承受较大冲击力的高硬度、高耐磨板料冲裁模,其效果好于Cr12型钢.
钢的常用热处理工艺为:淬火温度9701 ~ 000℃,一般可热油或硝盐分级淬火冷却,尺寸不大的部件可采取空冷.淬火后应立即回火,回火温度160210 ~ ℃,硬度58 ~ 62HRC.
(3)Cr4W2MoV钢 也是高 耐磨微 变形高碳中铬钢,替代Cr12型钢而研制的钢种,碳化物均匀性好,耐磨性高于Cr12MoV,适于制作形状复杂、尺寸精度要求高的冲压模具,可用于硅钢片冲裁模.