一、模具滿足工作條件要求

1、耐磨性

坯料在模具型腔中塑性變性時(shí)，沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng)，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。

2、強(qiáng)韌性

模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負(fù)荷，從而導(dǎo)致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時(shí)突然脆斷，模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。

模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。

3、疲勞斷裂性能

模具工作過(guò)程中，在循環(huán)應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。

模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。

4、高溫性能

當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn)，會(huì)使硬度和強(qiáng)度下降，導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強(qiáng)度。

5、耐冷熱疲勞性能

有些模具在工作過(guò)程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，幫這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。

6、耐蝕性

有些模具如塑料模在工作時(shí)，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出hci、hf等強(qiáng)侵蝕性氣體，侵蝕模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加劇磨損失效。

二、模具滿足工藝性能要求

模具的制造一般都要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應(yīng)具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。

1、可鍛性

具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。

2、退火工藝性

球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動(dòng)范圍小，球化率高。

3、切削加工性

切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。

4、氧化、脫碳敏感性

高溫加熱時(shí)抗氧化性能好，脫碳速度慢，對(duì)加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。

5、淬硬性

淬火后具有均勻而高的表面硬度。

6、淬透性

淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。

7、淬火變形開裂傾向

常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低，對(duì)淬火溫度及工件形狀不敏感。

8、可磨削性

砂輪相對(duì)損耗小，無(wú)燒傷極限磨削用量大，對(duì)砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。

三、模具滿足經(jīng)濟(jì)性要求

在給模具選材時(shí)，必須考慮經(jīng)濟(jì)性這一原則，盡可能地降低制造成本。因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價(jià)格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國(guó)產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。另外，在選材時(shí)還應(yīng)考慮市場(chǎng)的生產(chǎn)和供應(yīng)情況，所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，易購(gòu)買。

汽車沖壓模具材料的選用

由于模具中各種零部件的功能不同，所以對(duì)其材料的要求和選用的原則也不同。因此，合理選用模具材料也是沖模設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分重要的工作，它不僅與制件的成本有關(guān)，而會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)汽車的需求日益增長(zhǎng)，其中影響生產(chǎn)的最大因素，是如何選用沖模材料。

雖然，模具的工作零件所用材料應(yīng)比其他零件所用材料要好。一般說(shuō)來(lái)，視其模具的使用條件以及要求不同而異，主要有如下四種：

1、對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、沖壓件尺寸不大的模具工作零件。常用碳素工具鋼，如T8A、T10A等。

2、對(duì)于形狀復(fù)雜，沖壓件尺寸較大的模具工作零件。常常用合金工具鋼或高速工具鋼，如Cr12、CrWMn、Cr12MoV、W18Cr4V、W6MoSCr4V2等。

3、對(duì)于沖壓件精度或模具壽命要求比較高的模具工作零件。常用硬質(zhì)合金或鋼結(jié)硬質(zhì)合金，如YG15、YG20、GW50等。

4、對(duì)于大型模具(如汽車覆蓋件沖模)的工作零件。常用普通鑄鐵或者鑄造碳鋼，且有的還在刃口部位加以堆焊強(qiáng)化，如灰鑄鐵HT250、鑄鋼2G270-500等。

模具零件材料選用中，除了工作零件選用最為重要外，較為突出的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套零件，一般選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的低碳鋼滲碳淬火或選用軸承鋼。

必須指出，模具工作零件的材料選用是最為重要和嚴(yán)格的，還包括對(duì)其熱處理工業(yè)的要求必須合理。

除上述零件之外的其他模具零件，選擇用碳素結(jié)構(gòu)鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的中碳鋼就可以了。

大型拉深件、汽車覆蓋件的拉深模具材料

可以選用合金鑄鐵或高強(qiáng)度球墨鑄鐵。球墨鑄鐵能夠浸入潤(rùn)滑油，組織中的石墨具有自潤(rùn)滑作用，能有效地減輕拉深中的摩擦，而且成本較低、容易加工。

高強(qiáng)度球墨鑄鐵可以采用雙介質(zhì)延遲冷卻馬氏體等溫淬火，以獲得較高的強(qiáng)度和韌性，硬度為55~58HRC。先將模具緩慢預(yù)熱后再加熱至880~900℃，保溫后先空氣預(yù)冷，然后鹽水淬冷至550℃左右即轉(zhuǎn)入油冷，當(dāng)模溫降至250℃左右，放入180~200℃的熱油中等溫保持2~3小時(shí)，再將油溫降至170℃左右等溫5~7小時(shí)，最后轉(zhuǎn)入空冷。

球墨鑄鐵經(jīng)過(guò)合金化、熱處理和表面處理，完全能夠用作汽車覆蓋件拉伸模具。