冷作模具钢是用于制造在常温下对金属材料进行冷冲压、冷挤压、冷镦、冷剪切等加工的模具钢，属于工具钢的核心品类，核心特点是高硬度、高耐磨性、高抗压强度，同时具备良好的淬透性和尺寸稳定性，是工业生产中制造冷加工模具的基础材料。

一、核心性能要求

冷作模具在工作时承受巨大的压力、摩擦力和冲击力，因此对材料有明确的性能要求：

高硬度与高耐磨性：硬度通常要求 HRC 58~64，以抵抗模具表面的磨损和变形，保证模具精度和使用寿命。

高抗压强度与韧性：承受高压时不易碎裂，避免模具在冲击载荷下崩裂或断裂。

良好的淬透性：确保模具整体硬度均匀，心部也能获得足够硬度，避免因硬度不均导致局部失效。

尺寸稳定性：热处理和使用过程中尺寸变化极小，保证模具长期保持高精度。

抗疲劳性：在反复载荷下不易产生疲劳裂纹，延长模具寿命。

二、主流牌号与分类

冷作模具钢按成分和性能可分为碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬工具钢、高速钢基冷作钢、粉末冶金冷作钢五大类，适配不同精度、寿命和成本的模具需求：

1. 碳素工具钢

• 典型牌号：T8A、T10A

• 特点：成本极低，硬度较高，但淬透性差、韧性低、耐磨性一般，热处理变形大。

• 应用：仅用于制造寿命短、精度要求低的简易模具，如冲裁薄板的简单冲模、剪刀等。

2. 低合金工具钢

• 典型牌号：CrWMn、9SiCr、Cr2

• 特点：通过添加 Cr、W、Mn 等元素细化晶粒，提升淬透性和耐磨性，成本适中，热处理变形较小。

• 应用：制造中等精度、中等寿命的模具，如冷冲模、拉丝模、螺纹滚丝模等。

3. 高碳高铬工具钢（冷作钢主力）

• 典型牌号：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（D2）

• 特点：含 Cr 量高达 12%，形成大量 Cr7C3 碳化物，硬度高、耐磨性优异、淬透性极佳，尺寸稳定性好，是冷作模具钢的核心主力。

• 应用：制造高精度、高寿命的复杂模具，如冷挤压模、冷镦模、精密冲裁模、硬质合金冲压模等。

4. 高速钢基冷作钢

• 典型牌号：W6Mo5Cr4V2（SKH-9）、W18Cr4V

• 特点：以高速钢为基础，硬度和耐磨性远超高碳高铬钢，红硬性好，可承受更高的摩擦热。

• 应用：制造高载荷、高磨损的模具，如高速冲模、硬质合金冷镦模、精密电子零件冲模等。

5. 粉末冶金冷作钢

• 典型牌号：ASP-23、ASP-60

• 特点：采用粉末冶金工艺制备，晶粒超细、碳化物分布均匀，具备极高的硬度、耐磨性和韧性，是性能最优异的冷作模具钢。

• 应用：制造超高精度、超长寿命的高端模具，如半导体引线框架冲模、精密连接器冲模、高速级进模等。

三、核心制备与热处理工艺

冷作模具钢的性能主要依赖热处理工艺来实现，核心流程为：

锻造与退火：锻造细化晶粒，消除成分偏析；球化退火降低硬度，改善切削加工性。

淬火：高碳高铬钢通常采用分级淬火或等温淬火，减少热处理变形，获得马氏体基体 + 碳化物的组织。

低温回火：180~220℃回火，消除淬火应力，稳定尺寸，同时保持高硬度和耐磨性。

四、典型应用领域

冷作模具钢广泛应用于金属冷加工、电子制造、汽车零部件、五金工具等行业，核心场景包括：

• 冲压模具：汽车钣金件冲模、电子零件冲模、家电外壳冲模。

• 冷挤压模具：螺栓 / 螺母冷镦模、齿轮冷挤压模、轴承套圈冷挤模。

• 拉丝与拉深模具：金属线材拉丝模、管材拉深模、五金件拉深模。

• 剪切与成型模具：钢板剪切模、型材成型模、螺纹滚丝模。