制造冷冲压模具的材料主要是金属，凸、凹模所使用的模具钢有碳素工具钢；低合金工具钢，中、高合金工具钢，高速工具钢；基体钢；硬质合金和钢结硬质合金等。

一、常用优选模具钢

1. 高速工具钢

高速钢主要钢号有W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V3、W6Mo5Cr4V3、W6Mo5Cr4V5SiNbAl(B201)、W6Mo5Cr4V2、6W6Mo5Cr4V(6W6)等。其中常用的是W18Cr4V和含钨量较少的钼高速钢W6Mo5Cr4V2、6W6MoSCr4V。它们具有高强度、高硬度、高耐磨性、高韧性等性能，是制造高精密、高耐磨的模具材料，但价格较贵，因此适用于小件的冲模或用于大型冲模的嵌镶部分。由于高速钢在高温状态下能保持高的硬度和耐磨性，所以又是制造温挤、热挤等模具的极好材料。其中6W6Mo5Cr4V有更高的韧性，虽然耐磨性略差，但可用低温氮碳共渗来提高其表面硬度和耐磨性，主要用于制作易于脆断或劈裂的冷挤压或冷镦凸模，可成倍提高使用寿命，用于大规格的圆钢下料剪刃，可提高寿命数十倍。

2. 基体钢

基体钢是以高速钢成分为基体，具有高速钢正常淬火后的基本成分，碳的质量分数一般在0.5%左右，合金元素的质量分数在10%～12%范围内，故而得名。这类钢不仅具有高速钢的特点，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，材料成本比高速钢低。有很高的抗压强度和耐磨性，在高温条件下使用时，其红硬性很好。耐磨性比高速钢和高铬合金钢差，多用于热处理中容易开裂的冲模，经淬火、回火、低温氮碳共渗处理后，用作冷挤压凸模比高速钢寿命高。

我国试用的新钢种有65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)、7Cr7Mo3V2Si(LD)、6Cr4Mo3Ni2WV(CG2)及5Cr4Mo3SiMnVAl(012A1)等，采用新钢种制造冲裁模的凸、凹模，可大大提高模具的使用寿命(见表9—16)。对其它模具来说，65Nb钢适用于加工形状复杂的有色金属的冷挤压模具和单位压力为2450MPa左右的黑色金屑冷挤压模具以及轴承、汽车、标准件行业的冷镦模等。LD钢有良好的韧性及耐磨性，可用于制造冷挤压、冷镦模。CG2和012A1钢是冷热模具兼用钢，它们主要用于冷镦用的凸、凹模，冲头，搓丝板，多工位自动冷镦机上生产螺柱用的切边模，内六角冲头等，其寿命比Crl2MoV钢大幅度提高。

3. 硬质合金和钢结硬质合金

硬质合金是以硬而难熔金属碳化物(碳化钨、碳化钛、碳化铬等)粉末为基体，以铁族金属(主要是钴)作粘结剂，混合加压成形，再经烧结而成的一种粉末冶金多相组合材料。硬质合金的种类有钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)、通用合金类(YW)、碳化钛基类(YN)等。冲模常采用钨钴类硬质合金(YG)制作。

硬质合金与其他模具钢比较，具有更高的硬度和耐磨性，但抗弯强度和韧性差，所以，一般都选用含钴量多、韧性大的牌号。对冲击大、工作压力大的模具，如冷挤压模可选用含钴量较高的YG20、YG25等牌号；YGl5、YG20用于冲裁模；YG6、YG8、YG11用于拉深模。用硬质合金比一般工具钢制模具寿命可高出5～100倍。

用硬质合金作模具材料，硬度和耐磨性比较理想，但韧性差，加工困难。而钢结硬质合金却可取长补短。钢结硬质合金是一种新型的模具材料，是以一种或几种碳化物(碳化钛、碳化钨)为硬质相，以合金钢(如高速钢、铬钼钢)粉末为粘结剂，经配料、混料、压制、烧结而成的粉末冶金材料。其性能介于钢与硬质合金之间。它既有高的强、韧性又可进行各种机械加工及热加工，并具有硬质合金的高硬度(经淬火、回火后可达(68～73)HRC、高耐磨性，因此，极适于制造各种模具。但由于硬质合金和钢结硬质合金价格贵，且又韧性差，因此宜用镶嵌件形式在模具中出现，以提高模具的使用寿命、节约材料、降低成本。

常用的钢结硬质合号有GT35、TLW50、TLMW50、GW50和DT等。

4. 调质预硬钢

这类钢是合金结构钢，属于热作模具钢种，但由于这类钢有一定的淬透性，经过调质处理后即可用于冷作模具，因此近些年来许多冲模都用这类钢制造。既便于切削加工，又简化了热处理工艺，降低了模具成本，并提高了制造精度。这类钢可用于制造小批量的成形模，拉深模的凸、凹模，各种模具的卸料板、凸模座、凸模衬套、凹模衬套、凸模板、凹模板及垫板等。常用的预硬钢牌号有35Cr、35CrMo、40Cr、42CrMo等。

5. 火焰淬火钢    

为适应机电产品结构不断变化，更新换代迅速，制造模具方便，研究开发了火焰淬火冷作模具钢。    

火焰淬火是在刃口或需要硬度和耐磨性高的部位用氧——乙炔火焰加热至淬火温度，在空气中冷却，即可达到火焰淬火的目的。由于火焰淬火温度区域宽，所以操作方便，变形小，整个凸模或凹模均可采用分段淬硬。   

由于火焰淬火钢制造模具，各机械加工工序均在火焰淬火之前完成，材料处于低硬度下加工，故加工容易，且能精度。由于火焰淬火只淬刃口部分，基体硬度较低，如遇有加工遗漏，设计更改，尺寸变动，都具有重新改制加工的余地。对于多孔位的冲模或复杂型腔的零部件，刃口表面火焰淬火，型腔和孔距变形小，因此简化了制造工艺，从而降低了成本。此外，这类钢还具有良好的焊接性能，对在使用中崩刃的模具可进行焊补。  

火焰淬火钢可用于薄板冲孔模、整形模、切边模、拉深模及冷挤压模的型腔面。

我国开发的火焰淬火新型模具钢有7CrSiMnMoV(CH—1)、6CrNiMnSiMoV(GD)。与常用模具钢9Mn2V、CrWMn、Crl2MoV相比，CH—1钢的强韧性更高。是适用于火焰表面加热淬火的专用钢，表面加热后空冷淬火可获得58HRC以上的硬度和一定的淬透深度。但因其成分设计者首先考虑的是满足火焰淬火的目的，故其韧性和脱碳敏感性尚不够理想。GD钢是高强韧低

合金冷作模具钢，淬火加热温度低，区间宽，可采用油淬、风冷及火焰加热淬火。可用它代替CrWMnCrl2型、GCrl5、9SiCr、9Mn2V、6CrW2Si等材料制作各类易崩刃、易断裂模具，可不同程度提高模具寿命。

6. 真空淬火钢

真空淬火的优点是被加工工件表面无氧化和脱碳现象，并具有精力工的光泽，热处理变形极小，一般选用Crl2MoV钢及其他的基体钢进行真空淬火处理。高速工具钢不宜于真空淬火处理，淬火温度低的低合金钢，由于需经油冷淬硬，也不宜真空淬火。火焰淬火钢CH—1和GD钢均可采用真空淬火处理，其淬火温度为880～920℃可得到60HRC以上的硬度。热处理后变形小，强度、硬度及耐磨性均好。

7. 高耐磨、高强韧性钢

高铬、高速钢耐磨性高，但易脆断。为此研究了高耐磨、高韧性的冷作模具钢GM钢和ER5钢。

GM钢在成分设计时，考虑了避免产生粗大的一次碳化物，在强韧性好的基础上弥散分布细小、均匀的碳化物，使其具有的二次碳化能力和磨损抗力。GM钢的硬度指标远高于基体钢和高铬工具钢，而十分接近高速钢，耐磨性高。在韧性和强度方面GM钢优于高速钢和高铬工具钢，耐磨性与强韧性得到了配合。GM钢作为一种新型耐磨钢在冷作模具材料领域替代C12系列钢种，有广阔的应用前景。已在高速冲床多工位级进模、滚丝模、切边模上应用，比65Nb、Crl2MoV钢的寿命提高2～6倍以上。ER5钢在强度、韧性、耐磨性等方面均优于Crl2型钢，而且在锻造、热处理、机加工、电加工等方面无特殊要求，生产加工工艺简单可行，材料成本适中，适用于制作大型重载冷镦模、精密冷冲模以及其它冷冲、冷成型模具。

8. 热处理微变形钢

减小热处理变形，对于形状复杂，精密的模具十分重要。我国研制的Cr2Mn2SiWMoV钢，热处理变形率低于±0.004%，比正常热处理变形率±01%～±0.2%低得多。生产实践证明：在100mm的矩形凹模上，长和宽的尺寸变化为±0.01mm。

二、模具钢的分类

模具钢是制造模具的主要材料。按工作条件的不同，一般把模具钢分为三类，即冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢。冷作模具钢用于制造冲裁模、挤压模、拉深模、冷镦模、弯曲模、成形模、剪切模、滚丝模和拉丝模等模具。钢材品种繁多，按工艺性能和承载能力可将冷作模具钢分类如表1所示。

常用模具钢的分类如表2所示。

表1  冷作模具钢分类

1. W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2是常用的、具有代表性的高速钢、GB9943—1998所列的14种高速钢可选用。

2.此四种钢为典型耐蚀模具。

3.此三种钢为无磁模具钢。

表2  常用模具钢的分类