文：孔藤桥（共青科技职业学院）

在工业科技日益发展的今天，模具已成为“高精”工业生产的重要组成部分，采用模具生产而出的产品，价值可以说是模具价值的十倍，甚至百倍。模具技术是综合技术非常强的精密工艺技术，其涉及新材料、新技术以及新设备的开发与应用，是材料、冶金、机电、计算机、锻造、热处理等诸多学科与工艺共同构成的系统化工程。用模具生产而出的产品具有高效、低耗、高精等特性，这是其他工艺制造所无法企及的。现如今，模具制造行业已逐渐与高新技术产业产生了互为依存的关系，模具制造水平已成为衡量国家制造工艺的主要标志。对于国家而言，制造是整体国力与工业科技水平的集中体现，而模具制造的发展则是其关键所在。针对此种情况，我国已出台了诸多政策来积极发展模具制造业。

一般而言，工件数量是选用冷冲压模具首先要考虑的要素，若数量少就没必要选择那些使用寿命较长的材料，唯此就能够降低生产成本。另一方面，还需对被冷冲压模具加工材料的材质进行考虑，每种材质彼此间都具有差异较大的冲压性，适用的模具材料也会有所区别。从该方面来审视，金属材料的耐磨特点就已决定了冲压模具本身的使用时长。在通常情况下，钢制材料的耐磨特点取决于钢制内部碳化物硬质点的现实情况与钢制材料自身硬度，当此二者都能保持高硬度之时，材料内含有碳化物越多，耐磨特性就会表现得更为显著。整体而言，在工业生产中常用到的金属冲压模具其耐磨性由高到低排序基本顺序为：硬合金＞钢结硬合金＞高速钢＞碳素钢。除此之外，还要充分考虑到模具形状、模具厚度、模具精度等对模具材料的影响。

1 冷冲压概述

1.1 冷冲压基本概念

了部件的精度，满足生产需要；第二，生产效率高。采用统一标准的部件提高了生产效率，减轻了工人的劳动强度，提高产品质量的同时也增强了企业竞争力；第三，节约成本。由于冷冲压所用信息化技术程度高，在材料生产加工过程中能够充分利用，极大减少了废料产生，在一定程度提高了材料使用率并节约了成本，在市场竞争中能够获得更大效益。

1.2冷冲压模具发展现状

现如今，虽然我国冲压模具无论是在数量方面还是质量方面都获得了较快发展，但与发达国家与现实国民需求相比，仍存在一定差距，许多精密、高耗、复杂的模具仍需要通过进口来满足所需，尤其是一些高档模具（汽车覆盖模具）完全被发达国家所垄断。而那些简单的冲压模具在市场竞争中早已供大于求。据有关数据显示，2017年我国模具进出口总额约为75亿美元，同比增加11%，其中进口总额约为20亿美元，同比增加3%。按模具类型分，进口最高的是注塑橡胶模具，占据进口总额的 47%，其次就是冷冲压模具，占据进口总额的39%。按进口地区分，进口模具主要来源国分别是日本、德国、我国台澎金马税务区、美国，约占进口总额的75%。按进口目的地分，进口最多的是江苏、广东、浙江，约占进口总额的70%。从进口模具价格来看，冲压模具的平均价格达到8942美元，同比增加12%，与上年相比，差距显著缩小。由此可见，我国进口模具的比重正在不断缩小，充分体现了我国模具产业的技术进步。

2冷冲压模具常用金属材料

2.1 碳工具钢

碳工具钢在我国不仅产量比较高，而且用途也极为广泛。这是因为碳工具钢具有许多其他金属材料不可比拟的优势。首先，可锻性良好，易锻成所需之形；其次，退火后软化速度快，以便之后的加工工序；再次，切削效果良好，由于碳工具钢硬度低，极易对其切削；最后，价格低廉，这也是碳工具钢广泛运用的主要因素。但需要强调的是，碳工具钢也存在诸多问题，譬如淬透性不佳，容易出现变形甚至锻炼等情况。因此，鉴于碳工具钢上述这些优势与弊端，其仅适合用来制作普通冷冲压模具。由于这些模具尺寸较小、形状简单，对形变要求不高，所以用碳工具钢制作这种模具，能够节约许多资源。但对于大型、复杂、精度高的模具而言，碳工具钢此时就不合时宜了。

2.1 高铬钢

高铬钢与碳工具钢的主要差异就在于其能够表现出更好的耐磨性与淬透性。由于高铬钢自身不易出现形变等特性，经常被当做高耐磨模具钢，但与其他高速钢相比，高铬钢在承载力方面表现的不是非常理想。高铬钢的主要弊端就是碳化物经常出现的偏折性，在现实冲压时必须对其进行反复改锻，以此对材料内碳化物的平均水平进行改善，唯此才能从根本上提高高铬钢模具的性能。

2.2 高速钢

现在经常使用的高速钢大多是由钼元素锻造而来，因此高速钢也拥有了极佳的使用性能，其最为显著的优势便是热塑性与高韧性，因而获得了较大的发展空间，在制作冷冲压模具与大规模工业化生产中，发挥了重要作用。除此之外，以高速钢为基础而开发出的高速硬钢也得到了一定运用。高速硬钢的开发目的是为了满足切削不易材料所需，通过工艺处理，对冲压材料的硬度进行了强化。但在此过程中也出现了一些问题。譬如韧性不佳、后期加工难、抗弯曲性差等。造成这些问题出现的主要因素在于高速硬钢为了增强硬度，就必须提高碳含量，而碳含量达到一定程度时，就会出现过烧现象，由此造成韧性降低。

2.3 基体钢

鉴于高速钢与高速硬钢的诸多问题，在现实操作中的解决方法就是加入少量其他成分，在高速钢中适当增减碳含量，以此对其冲压性进行合理改善，这种由特殊工艺生产的金属材料就是基体钢。基体钢的韧性较强，它拥有高速钢与高速硬钢的一切优点，而且在成本方面也远远小于高速钢。对于冷冲压模具而言，基体钢的出现可谓是一场革命。

2.4 硬合金

若仅考虑耐磨与硬度两个特性，硬合金要比上述冷冲压模具金属材料都要强很多，但要从抗弯性与韧性方面来考虑，硬合金的使用性能就要逊色不少。改良硬合金的最佳方法就是将少量铁粉与合金粉制作成粘合剂，碳化钨做硬相，采用粉冶金法烧制而成即为硬合金。因为硬合金的材料依然是钢材，因此可采用切削、焊接等措施对其进行加工。

3 冷冲压模具热处理工艺

长期以来，模具在工业生产中的成本一直很高，特别是精密要求更高的冷冲压模具更是如此。对模具进行深加工，最为常用的工艺即为热处理工艺，采用该工艺不仅能够延长模具使用寿命，也能对模具性能进行有效改善，因此拥有极大的经济利益，推广使用也较为普遍化。

3.1 真空法

热处理工艺中的真空处理能够良好的保持模具的外部性能，对整体产生的形变较小。那么为何未出现这种情况呢？主要原因在于在进行真空加热的过程中，模具材料外部依然未出活跃形态，所以没有产生显著的碳分离现象，也没有形成氧化膜对冷却产生影响。由于真空处理能使模具外部脱气，因此模具材料就拥有了良好的力学性，提高温度也会加强材料的抗弯性。在结束真空淬火后，模具材料的韧性也会因此而加强。经科学计算，经过真空处理过的模具要比普通工艺处理后的模具使用时长提高了

45%。方今，冷冲压模具真空处理技术已趋向于成熟化，在现实工业生产中得到了大范围应用。

3.2 极冷法

与真空处理相同的是，对冷冲压模具进行极冷处理也可以

对其力学性进行一定优化，而且还能延长模具的使用时长。从整体角度审视，对模具材料进行极冷处理时可在淬火与回火间进行，也可设置在回火后操作。模具经过极冷处理后，其耐磨性与稳定性都有着显著提高。现如今，极冷处理在广泛应用于冷冲压模具制作过程的同时，也在硬合金处理方面发挥了重要作用。

3.3 化学法

通常而言，常规化学法处理均能对模具材料的外部进行有效处理，在经过化学法处理后，能够对模具外部耐磨、耐腐蚀等性能有效改善。用高温对合金模具进行回火处理，能够同时进行氮碳共渗。当前，工业生产普遍采用的化学法处理主要有渗氮工艺。在这之中，离子型渗氮工艺又是渗氮工艺中最为先进的，其不仅能够使渗氮时间大幅降低，还能得到质量更佳的外部渗层，从而使冷冲压模具的耐磨、抗腐蚀等性能得以显著提升。

3.4 淬火法

在现实工业生产中，可用大于普通淬火温度的方法对模具材料进行处理，也可用低于普通淬火温度的方法对模具材料进行处理，经过高/低淬火处理后，可以明显减少模具材料内的碳含量，不仅改善了模具材料的性能，也延长了模具的使用时长。

4结语

综上所述，在信息化社会，工业经济逐步走向繁荣，首先，大规模生产极大减少了生产成本，其次，个性化定制也满足了人们多样化的需求。无论是大规模生产还是个性化定制，模具都起到了极为关键的作用。我国模具工业虽然从整体角度看在近些年有了较大发展，但核心技术水平与发达国家相比仍存在不小差距，为了满足国民经济发展与现代化建设需要，我国模具工业需要加快技术优化与国产化进程。所以，应以国情为基础，重点对模具工业中的核心技术进行发展，不断加大高新技术开发与应用研究力度，提高自主创新能力，用信息化推动模具制造化，积极采用新技术来提升模具行业的整体水平，使我国模具制造逐渐向高精化、复杂化、高效化方向发展，这是我国模具行业发展的一个长期任务。此外，随着社会经济的飞速发展，各种功能的模具也愈来愈被人们所关注。模具制造与改良技术，不仅是当前工业生产面临的重要问题，同时也是技术发展的关键点。冷冲压模具常用金属材料与热处理工艺的相关研究，对我国诸多领域的实践发展而言，有着至关重要的价值与意义。