模具钢作为制造各类模具的关键材料，其加工质量直接决定了模具的性能与使用寿命，在众多工业领域中起着举足轻重的作用。
模具钢的分类与特性
模具钢根据用途可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢。冷作模具钢，如 Cr12、Cr12MoV 等，具备高硬度、高强度和良好的耐磨性，主要用于制造在冷态下对金属材料进行压力加工的模具，像冷冲压模、冷挤压模 。热作模具钢，常见的有 H13、3Cr2W8V 等，在高温环境下能保持良好的韧性、抗热疲劳性和耐磨性，适用于热锻模、压铸模这类在高温状态下工作的模具 。塑料模具钢则要求有良好的加工性能、抛光性能以及耐腐蚀性，例如 P20、718 等钢种，主要用于塑料制品成型模具的制造 。不同类型的模具钢因其化学成分和组织结构的差异，展现出各自独特的性能，以满足不同模具的使用需求 。
模具钢加工工艺
锻造工艺
锻造是模具钢加工的重要起始环节。通过锻造，可改善钢材的内部组织，使其更加致密均匀，消除铸造缺陷，提高钢材的综合性能 。在锻造过程中，需严格控制加热温度、始锻温度和终锻温度。以常见的模具钢锻造为例，加热温度通常在 1100 - 1250°C，始锻温度一般不低于 1150°C，终锻温度则控制在 850 - 950°C 。若温度过高，会导致钢材过热甚至过烧，使晶粒粗大，降低模具钢的性能；温度过低，则钢材变形抗力增大，易产生锻造裂纹 。同时，合理的锻造比也是关键，一般控制在 3 - 5 之间，确保钢材在各个方向上的性能均匀一致 。
热处理工艺
退火：退火的目的是消除钢材的内应力，降低硬度，改善切削加工性能，同时为后续的淬火处理做好组织准备 。球化退火常用于过共析钢，如部分冷作模具钢，通过将钢材加热到略高于 Ac1 的温度，长时间保温后缓慢冷却，使钢中的碳化物球化，降低硬度，提高塑性 。完全退火则适用于亚共析钢，将钢材加热到 Ac3 以上 30 - 50°C，保温一定时间后随炉冷却，以细化晶粒，消除组织缺陷 。
淬火：淬火能显著提高模具钢的硬度和耐磨性。淬火温度的选择至关重要，不同的模具钢有不同的淬火温度范围 。例如，H13 热作模具钢的淬火温度一般在 1020 - 1050°C，在此温度下，合金元素充分溶解于奥氏体中，淬火冷却后可获得强韧性良好的马氏体组织 。若淬火温度过高，会导致奥氏体晶粒粗大，降低模具钢的韧性；温度过低，则合金元素无法充分溶解，达不到预期的硬度和强度 。淬火冷却速度也需精准控制，冷却过快易产生淬火裂纹，冷却过慢则不能获得完全的马氏体组织，影响性能 。
回火：回火是在淬火后紧接着进行的工序，用于消除淬火内应力，调整硬度和韧性的匹配 。低温回火（150 - 250°C）主要用于冷作模具钢，可在保持高硬度的同时，适当降低内应力 。中温回火（350 - 500°C）常用于弹簧模具钢，能获得较高的弹性极限和屈服强度 。高温回火（500 - 650°C）对热作模具钢尤为重要，可使组织稳定，提高韧性，消除因淬火产生的内应力，使模具在高温工作条件下保持良好的综合性能 。
机械加工工艺
机械加工决定了模具的尺寸精度和表面质量。粗加工阶段，如车削、铣削，主要目的是快速去除大部分余量，为后续精加工留合适的加工余量，此时可采用较大的切削深度和进给量，以提高加工效率 。在精加工阶段，如磨削、电火花加工等，需严格控制加工参数，以保证模具的尺寸精度和表面粗糙度 。磨削加工能获得极高的尺寸精度和低表面粗糙度，常用于模具的成型表面加工 。电火花加工则适用于加工复杂形状的模具型腔，通过放电腐蚀原理，在模具钢表面蚀除金属，实现精确加工 。例如，对于一些带有细微花纹或复杂结构的塑料模具，电火花加工能够精准复制设计形状，满足高精度的加工要求 。
模具钢加工注意事项
在模具钢加工过程中，刀具的选择至关重要。针对不同硬度和特性的模具钢，需选用合适的刀具材料和刀具几何参数 。例如，加工硬度较高的模具钢，宜采用硬质合金刀具，其具有高硬度、高强度和良好的耐磨性 。同时，要合理控制切削参数，包括切削速度、进给量和切削深度，避免因切削参数不当导致刀具磨损加剧、加工表面质量下降，甚至引发模具钢的变形或裂纹 。此外，加工过程中的冷却和润滑也不容忽视，使用合适的切削液，可降低切削温度，减少刀具与工件之间的摩擦，提高加工精度和表面质量，延长刀具使用寿命 。
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