4CrW2Si(合金工具钢):抗冲击耐磨 + 淬火硬度 HRC52-56,通用机械冲裁模具的 “耐冲耐耗” 核心用材

 191    |      2025-10-08 11:34

通用机械冲裁模具(如五金配件冲裁模、板材落料模,单次冲裁力达 200kN)长期面临 “强韧失衡” 难题:普通 Cr12 型工具钢淬火硬度虽达 HRC60 以上,但抗冲击性差(室温冲击功≤25J),冲裁 3mm 厚钢板时易出现刃口崩裂,模具寿命仅 3 万次;而普通低碳钢虽韧性好,但硬度不足 HRC30,冲裁 1 万次后刃口就会磨损超差,导致零件毛刺超标。4CrW2Si(合金工具钢) 凭借抗冲击耐磨与淬火硬度 HRC52-56的优势,成为冲裁模具理想用材,兼顾抗冲击与耐磨性。

其性能优势源于 “铬钨硅协同强化”:成分上,钨(1.8%-2.2%)是核心耐磨元素 —— 与碳形成高硬度 W₂C 碳化物(显微硬度 HV1800 以上),经 “950℃×1h 油淬 + 200℃×2h 低温回火” 后,模具淬火硬度稳定在 HRC52-56,刃口磨损速率仅 0.002mm / 千次冲裁,是普通低碳钢的 1/5;铬(0.9%-1.2%)细化晶粒(晶粒度达 8 级),增强材料整体强度,避免刃口局部崩裂;硅(0.4%-0.6%)则提升韧性,使模具室温冲击功≥45J,是 Cr12 钢的 1.8 倍,冲裁 5mm 厚低碳钢板时刃口无裂纹。同时,该材料热处理变形小(线收缩率≤0.15%),模具成型后无需二次修磨,直接满足冲裁精度要求(零件尺寸误差≤0.05mm)。

实测数据显示,4CrW2Si 制作的五金配件冲裁模(刃口长度 100mm),连续冲裁 12 万次后,刃口磨损量仅 0.03mm,零件毛刺高度≤0.02mm,符合行业标准;普通 Cr12 模具相同工况下仅冲裁 5 万次就需修模。某五金制造企业实践表明,采用该材料的冲裁模具,使用寿命从 6 万次延长至 18 万次,修模次数减少 67%,每次修模节省成本约 3 万元;冲裁零件合格率从 92% 提升至 99.5%,每年减少因毛刺超差导致的返工损失约 8 万元。

使用时需注意:一是模具刃口需进行超精抛光(表面粗糙度 Ra≤0.05μm),减少冲裁时的摩擦阻力;二是冲裁高强度板材时,控制冲裁速度≤10 次 / 分钟,避免冲击过载;三是定期对模具进行磁粉探伤(每 5 万次冲裁后),排查刃口潜在裂纹。