冷作模具鋼通常是指制造冷鍛、冷擠、冷鐓、冷軋、冷校正、冷輥鍛、滾絲、精壓和冷沖（含冷切邊）模具的高硬度鋼。這類模具的工作溫度雖然不高，一般不超過200℃，但它們的工作應力是模具中最高的。因此要求模具鋼應該具有極高的強度、硬度和耐磨性，同時，還應該具有較高的韌性。

絕大多數的冷作模具鋼屬于高C、高Cr的萊氏體鋼，它們具有良好的淬透性和耐磨性及高強度和硬度，但韌性較差。冷作模具鋼的C含量大多數在0.85%以上，Cr含量在12%左右，當Cr含量在4%左右時，通常還需要再添加11%～18%的W或W加Mo，進一步進行碳化物和固溶強化。由于Cr、W和Mo都是形成碳化物的主要元素和固溶強化元素，因而這類鋼具有高強度、高硬度和高耐磨性。

為降低模具費用，對于批量小的鍛件或工作環境相對好一點的部分冷作模具，也可以選用T9和T10等高碳工具鋼。

隨著技術的發展，對冷鍛、冷擠件性能的要求不斷提高，對冷作硬化敏感的、高變形抗力的合金結構和不銹鋼等冷鍛件的比例逐漸增多，因而要求更高強度、硬度和耐磨性的模具材料。近年來，國內外都開發了強度、硬度和耐磨性更高的硬質合金和鋼結硬質合金，用于制造冷鍛和冷擠組合模具的內襯。

常用冷鍛模具鋼有Cr12、Cr12Mo、Cr12MoV、3Cr13、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、9SiCr、CrWMn、GCr15、9Mn2V、60Si2Mn、滲碳鋼12CrNi2A和滲碳鋼20Cr等。國內研發了許多強韌性好的冷作模具鋼如LD、65Nb、SLM-11等。

Cr12型鋼屬于高C、高Cr的萊氏體鋼，主要包括Cr12、Cr12Mo和Cr12MoV鋼。這類鋼的化學成分中含有1%或更高的C，含有12%的Cr，其中Cr12MoV鋼還含有適量的Mo和V等碳化物形成元素。Cr12型鋼是典型的冷鍛模具鋼，應用十分廣泛。3 Cr13鋼的Cr與Cr12鋼相近，但它的C含量低，屬于馬氏體不銹鋼，也可以作為冷作模具鋼，但用量較Cr12型鋼小。

這類鋼包括CrWMn、9SiCr、60Si2Mn、5CrW2Si、T10A、GCr15和9Mn2V等，它們多是從精密量具、樣板、工具、彈簧和軸承等成熟的耐磨且熱處理變形小的鋼中引進的，它們在制造冷鍛模具領域也有較廣泛的應用。

這類鋼包括W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2鋼，屬于超高硬度的高速鋼型冷鍛模具鋼。這類鋼不僅耐磨性高，其高溫強度、硬度和耐磨性也十分優異。因而，這類鋼既可以作冷作模具鋼，也可以作溫鍛模具鋼和熱作模具鋼。

12CrNi2A和20Cr合金結構鋼經滲碳處理后，在一定場合下，也可以作為冷鍛模具鋼使用。上述常用冷作模具鋼中用量最大的有Cr12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、GCr15、9Mn2V、60Si2Mn和W18Cr4V鋼。

根據生產實際需要，在保證冷作模具鋼高硬度、耐磨的情況下，提高模具材料的韌性和抗沖擊性是提高模具使用壽命的最重要條件。淬火、回火和使用時不易裂，如國內已研發的LD、65Nb、6W6Mo5Cr4V、SLM-11都具有優良的性能。

近年來，我國開發了7Cr7Mo2V2Si(LD鋼)和9Cr6W3Mo2V(鋼)以及低合金冷作模具鋼7CrSiMnMoV(CH)、6CrMnNiMoVSi(GD)、6CrMnNiVWSi(DS)和CrNiWMoV等。這些鋼的淬透性好、淬火溫度較低，熱處理變形小，價格便宜，且具有良好的強度和韌性配合，適用于制造精密、復雜模具。

作為模具材料的硬質合金主要是鎢鈷類硬質合金。

鎢鈷類硬質合金是以難熔金屬碳化物為基體和硬質相、以鐵金屬（鈷或鎳）為粘結相、用粉末冶金方法生產后經球化退火的一種新型模具材料。硬質合金材料的牌號標記為“YG”。

鋼結硬質合金是以難熔金屬碳化物為硬質相、以鋼為基體及粘結相、用粉末冶金方法生產后經球化退火的一種新型模具材料。國產鋼結硬質合金牌號有GT35、R5、ST60等。

碳化鎢鋼是沈陽嘉泰模具材料開發有限公司新近開發的一類超硬耐磨、強韌性材料，它以合金鋼為基體、碳化鎢為硬質相，經冶煉而制成的超硬材料，它改變了唯有粉末冶金生產硬質合金和鋼結硬質合金的工藝。碳化鎢鋼的硬度高、耐磨性與硬質合金、鋼結硬質合金相當，而韌性高于后兩者。該鋼的基體和硬質點之間是冶金化學結合，提高了強度和韌性，同時碳化物鋼生產技術可以生產比后兩者截面和規格大得多的工件，單件可達幾百千克甚至更大，這是硬質合金和鋼結硬質合金技術不可能達到的。

碳化鎢鋼是集硬質合金、鋼結硬質合金的硬度、耐磨性和高合金鋼的強度、韌性于一體的超硬耐磨新材料，可以通過熱處理提高強度和硬度，退火后可進行機加工和電加工，淬火和回火后，硬度可以達到85HRA左右，也可根據需要制造硬度45HRC～60HRC的機械、防銹或耐腐蝕的機械零部件。

碳化鎢鋼是繼碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、硬質合金、鋼結硬質合金之后的第六代工具鋼。碳化鎢鋼與硬質合金、鋼結硬質合金相比，生產成本較低，使用壽命長，較合金工具鋼可提高幾倍或十幾倍以上。

碳化鎢鋼可以代替硬質合金、鋼結硬質合金，可以制作高硬、抗磨、高韌性、長壽命的各類材料，適用于制造工具、模具、量具、刃具，在礦山、石油、冶金、機械、航空航天等工業有著極大的開發和應用價值。

下面對常用冷作模具鋼中典型鋼的使用特性作一簡述，供選用時參考：

Cr12MoV鋼是在Cr12Mo和Cr12鋼基礎上開發出來的鋼號，是Cr12型高C、高Cr的萊氏體鋼的典型代表。Cr12MoV鋼的C含量比Cr12鋼低，且加入了少量的強碳化物形成元素Mo和V，該鋼除繼承了Cr12鋼良好的淬透性和耐磨性外，還具有較好的熱加工性能、較高的沖擊韌性和較均勻的碳化物分布；Cr12MoV鋼可以完全淬透300mm～400mm厚的截面，且淬火時體積變化小。Cr12MoV鋼廣泛用于制造要求重載荷、高耐磨性的大型精密復雜的冷作模具。在Cr12、Cr12MoV的基礎上，又研發了Cr12Mo1V1，該材料強度、硬度都優于Cr12、Cr12MoV鋼。

Cr12鋼的C含量高達2.0%～2.3%，雖然具有良好的淬透性和耐磨性，但沖擊韌性差、易脆，而且容易形成不均勻的共晶碳化物，一般用于制造受沖擊載荷較小的要求高耐磨性的小型模具零件。

CrWMn鋼具有較高的淬透性，又含有少量的碳化物形成元素，所以在淬火和回火后具有較高的硬度和耐磨性，但是，該鋼對形成網狀碳化物比較敏感，因此，生產時應注意防止和消除網狀碳化物。該鋼適于制造截面較大、工作刃口受熱不劇烈、淬火變形小、要求耐磨性高的精密冷作模具，也適于制造形狀復雜的精密模具。

9Mn2V鋼中含有一定量的V，細化了晶粒，減少了鋼的過熱敏感性，同時碳化物分布的不均勻性較CrWMn鋼低。該鋼淬透性很好，淬火時變形小，具有較高的硬度和耐磨性。該鋼較廣泛地用于制造精密模具，也適于制造形狀復雜的精密模具。

9SiCr鋼具有高的淬透性、淬硬性和較高的回火穩定性，熱處理變形小。該鋼較廣泛地用于制造形狀復雜、變形小的耐磨性高的切削刀具，也適于制造形狀復雜的精密模具。

5．60Si2Mn鋼

60Si2Mn鋼是優秀的彈簧鋼，其生產量幾乎占所有彈簧鋼的80%。由于該鋼具有良好的綜合性能，也廣泛用于制造冷作模具。

GCr15鋼雖然含有較少的合金元素，但綜合性能良好，淬火和回火后硬度高而且均勻，耐磨性和疲勞性能良好，價格便宜，是國際通用的軸承鋼，占我國軸承鋼產量的50%，廣泛用于制造沖擊不大的小型冷作模具，如落料模、冷擠壓模、滾壓模等。

T10A及T10鋼是具有較高硬度和一定耐磨性的碳素工具鋼。該鋼淬火后存在有未溶的過剩碳化物，其晶粒細小均勻，具有較高的強度和耐磨性，但韌性較低，淬透性差，淬火變形大。可以用于制造受沖擊不大的小型。T10A鋼表示高級優質鋼。T10A制造的模具使用壽命短，現在許多企業已經不再使用，都改用性能更好的材料。

W18Cr4V鋼為鎢系通用高速鋼，其產量占我國高速鋼產量的90%以上。該鋼具有較高的室溫和高溫硬度，熱處理范圍較寬，鍛造和熱處理不易氧化和脫碳，500℃和600℃的硬度仍能分別保持在57HRC～58HRC和52HRC～53HRC。但是該鋼的碳化物分布很不均勻，通常采用在鍛錘上多向反復鐓拔工藝將網狀碳化物打碎。該鋼原為切削工具鋼，現在也廣泛用于冷鍛和溫鍛模具鋼。

W6Mo5Cr4V2鋼這鎢-鉬系通用高速鋼的代表鋼號。由于該鋼含有較高的Mo與V，因此鋼中的碳化物細小、分布均勻。除室溫和高溫硬度與W18Cr4V鋼相當外，該鋼韌性、耐磨性和熱塑性均優于W18Cr4V鋼。該鋼除制造小尺寸的切削刀具外，還可以制造高負荷下耐磨的較大尺寸的冷擠和溫擠模具，在某些場合下有代替W18Cr4V鋼的趨勢。

7CrSiMnMoV（CH）鋼是我國近期開發的一種空淬微變形的火焰淬火鋼（一般變形只有0.02%～0.05%），具有良好的強韌性和工藝性，可以火焰加熱空冷淬硬，在820℃～1000℃淬火，可以獲得HRC60以上的硬度。該鋼淬火溫度范圍較寬（900℃～1000℃），對模具刃口施行局部火焰加熱，硬化層的硬度與整體淬火相近，表層具有殘余壓應力，硬化層下又有高韌性的基體，減少了刃口開裂、崩刃等早期失效的發生，提高了模具壽命。同時淬火變形小，故可以在機電工完成后采用氧氣乙炔噴槍等工具對模具工作部位火焰加熱空冷淬火和火焰加熱回火后直接使用。淬火時可用火焰加熱模具刃口，淬火前需對模具進行預熱（預熱溫度180℃～200℃）。

盡管該鋼的耐磨性比Cr12MoV鋼差，但比9Mn2V和T10A好。該鋼的彎曲強度、抗拉強度和沖擊韌性都優于Cr12MoV和9Mn2V鋼，可以用于代替T10A、9Wn2V、CrWMn、GCr15和Cr12MoV鋼制造對強硬性較高的冷鍛模具、切邊模、沖孔模。

65Nb（65Cr4W3Mo2VNb）鋼是一種高強高韌冷熱兼用模具鋼，可以用于制造各類冷作模具，特別適用于復雜、大型或難變形金屬的冷擠壓模具的受沖擊負荷較大的冷鐓模具，也可用于熱作模具。

SLM-11鋼具有硬度高、強度高、沖擊韌度比常用的Cr12MoV鋼提高1倍，淬火不開裂，使用穩定可靠，使用壽命比Cr12MoV鋼提高2倍～3倍。

為了克服Cr12型高碳高鉻耐磨冷作模具鋼因碳化物偏析易脆開裂的缺點，開發了高碳中鉻耐磨的7Cr7Mo2V2Si（LD）鋼和9Cr6W3Mo2V（GM）鋼。此二鋼的強韌性與耐磨性均優于Cr12MoV鋼。

7Cr7Mo2V2Si(LD)鋼在1100℃～1150℃淬火、520℃～570℃回火2次，9Cr6W3Mo2V(GM)鋼在1100℃～1160℃淬火、520℃～560℃回火2次，發生二次硬化，硬度可達64HRC～66HRC，其耐磨性能與高速鋼相當，韌性不低于Cr12MoV鋼。LD鋼作螺栓冷鐓模壽命比Cr12MoV提高2倍～3倍。

6CrMnNiMoVSi（GD）鋼是一種新型的高韌性低合金冷作模具鋼，GD鋼在900℃加熱淬火和200℃回火后具有高的力學性能，彎曲強度（σ_bb）為4483MPa、沖擊韌度可達到145J/cm2，生產中可用于制造重載工作狀態下的冷作模具。

鍛模用硬質合金主要是以難熔金屬碳化物作為基體及硬質相，以金屬鐵（鐵或鎳）為粘結相，用粉末冶金方法生產經球化退火的一種產析型模具材料。硬質合金的特點是硬度高、耐磨、抗壓強度高、熱導率低、線膨脹系數小、抗疲勞性好、使用壽命長，適用于拉絲模、冷鐓模、冷擠模和沖裁模等，但比較脆、易裂。

鋼結硬質合金是以難熔金屬碳化物為硬質相，以鋼為基體粘結相，用粉末冶金方法生產后經球化退火的一種新型模具材料。

鋼結硬質合金是介于鋼與硬質合金之間的一種材料，兼有冷作模具鋼和硬質合金二者的優點（比一般冷作模具鋼的耐磨性好，又比硬質合金的韌性高），并具有可機加工性、可熱處理性、可鍛性和可焊接性，耐腐蝕，熱穩定性好，具有高的抗彎抗壓強度和高的剛性�？捎糜诶鋽D壓模、冷鐓模、位拔模和沖裁模。ST60還可用于熱擠壓模、熱沖孔模、熱平鍛模。但由于鋼結硬質合金材料價格比合金模具鋼貴得多，因此，在應用中常常采用鑲套、鑲拼、螺紋連接、焊接或粘接等方法將鋼結硬質合金鋼鑲嵌在模具的工作刃口部位。

碳化鎢鋼是以合金鋼為基體，以碳化鎢為硬質相、用冶煉的方法生產的超硬耐磨材料，該材料硬度和耐磨與硬質合金、鋼結硬質合金性能相當，韌性優于硬質合金和鋼結硬質合金，不易裂，可做較大規格的產品，可代替硬質合金和鋼結硬質合金，適用于制作工具、模具、量具、刃具、軋輥和耐磨機械零件。碳化鎢鋼進一步完善后，其質量和性能還有提升的空間，很有發展前途。