模具制造常用材料全解析：从钢材到铝合金的性能与应用
模具制造常用材料全解析：从钢材到铝合金的性能与应用
模具是工业生产中的重要工具，其材料的选择直接影响到模具的性能和使用寿命。本文将详细介绍模具制造中常用的材料，包括金属材料（如钢材、铝合金、铸铁等）和部分非金属材料的特性及应用。
模具常用材料概述
钢材：是最常用的模具材料之一。因其优良的机械性能、加工性能以及较高的耐磨性，广泛应用于各类模具的制作。常用的钢材包括碳素钢、合金钢等。
铝合金：在一些对重量有较高要求的模具中，铝合金因其较轻的重量和良好的加工性能而被广泛使用。
铸铁：具有良好的减震性能和耐磨性，常用于制造大型模具的基础部件。
不同类型模具的材料选择
冷冲模具材料
以冷冲模具为例，使用的材料有：低碳钢、灰口铸铁、高碳钢、高碳合金钢、中碳钢。比如：
- 模具的上托、底座是灰口铸铁制作的；
- 垫板是T8高碳钢制作的；
- 螺丝是45#钢制作的；
- 卸料板是低碳钢制作的；
- 凹模、凸模是高碳钢或者是高碳合金钢制作的；
- 模柄是用低碳钢或者是中碳钢制作的。
注塑模具材料
制作注塑模具的钢材有：
- C45W中碳钢
- 40CrMnMo7预硬塑胶模具钢（即718钢）
- X36CrMo17（预硬不锈钢）
冲压模具材料
冲压模具的基材通常采用高强度、高耐磨性的金属材料，如合金钢、碳素钢、高速钢等。常用的模具工作部件材料的种类有：
- 碳素工具钢
- 低合金工具钢
- 高碳高铬或中铬工具钢
- 中碳合金钢
- 高速钢
- 基体钢
- 硬质合金
- 钢结硬质合金
冲压模具的钢材选择以高碳高铬工具钢为主，如SKD1DCr12MoV等，这些钢材具有优异的耐磨性、硬度和抗压强度，能够满足冲压模具在高负荷和高速冲压环境下的使用要求。
特殊模具材料
不锈钢：具有良好的耐腐蚀性和机械性能，某些不锈钢材料具有较高的硬度和平整度，适用于高精度的模具制造。
硬质合金：硬质合金是一种非常硬的材料，具有良好的耐磨性和抗变形性能，常用于制造需要高精度和耐磨性的模具。
铝合金模具：铝合金具有密度小、导热快的特点，常用于制造塑料模具的型芯和型腔。
五金模具材料
五金模具常用的材料有：
- Cr1Cr12MoV
- CrWMn
- TT10等专门用于制作凸模、凹模的材料
- 45#钢
- A灰口铸铁等用于制作垫板、垫铁、上托、底座的材料
材料选择的关键因素
硬度和红硬性：模具在工作时必须具有高的硬度和强度，才能保持其原有的形状和尺寸。冷作模具钢一般要求淬回火硬度为HRC60左右，而热作模具钢为HRC45~50左右。
耐磨性：模具材料需要具备良好的耐磨性，以延长使用寿命。
热稳定性：对于需要在高温环境下工作的模具，材料的热稳定性尤为重要。
加工性能：材料应具有良好的切削性能和热处理性能，便于加工和制造。
通过以上分析可以看出，模具材料的选择是一个综合考虑多种因素的过程，需要根据模具的具体使用环境和要求来确定最合适的材料。