1定义
CrWMn：是制作模具最常用的高碳合金工具钢。
2成分
CrWMn 钢的化学成分w/%
CrWMn合金工具钢
硅Si：≤0.40
锰Mn：0.80～1.10
硫S ：≤0.03
磷P ：≤0.03
铬Cr：0.90～1.20
镍Ni：允许残余含量≤0.25
铜Cu：允许残余含量≤0.30
钨W ：1.20～1.60
3性能
供货
供货品种：热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、银亮钢丝、热轧钢板和冷轧钢板。
硬度207 -255HBW。[1]
力学性能
硬度：退火，255～207HB，压痕直径3.8～4.2mm；淬火，≥62HRC
热处理规范及金相组织：
热处理规范：淬火,800～830℃油冷。
交货状态：钢材以退火状态交货。
物理性能
CrWMn钢临界温度示于表1其饱和磁感Bs为1.82~1.86T；电阻约为0.24×10-6Ω·m。
表1
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临界点
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Acl
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Acm
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Arl
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温度（近似值）/℃
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750
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940
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710
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| 低温点 | A | B | C |
| 温度（近似值） | 152 | 1645 | 1188 |
热加工
CrWMn钢的热加工工艺示于表2
表2
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项 目
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加热温度/℃
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开始温度/℃
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终止温度/℃
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冷却
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钢 锭
钢 坯
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1150~1200
1100~1150
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1100~1150
1050~1100
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880~800
850~800
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先空冷然后缓冷
先空冷然后缓冷
|
为了降低或减轻炭化物网状的形成，锻轧后尽可能冷至650~700℃，然后缓冷（坑冷、砂冷或炉冷）。
CrWMn钢具有高淬透性。由于钨形成碳化物，这种钢在淬火和低温回火后具有比铬钢和9SiCr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。此外，钨还有助于保存细小晶粒，从而使钢获得较好的韧性。所以由CrWMn钢制成的刃具，崩刃现象较少，并能较好地保持刀刃形状和尺寸。但是，钢对形成碳化物网比较敏感，这种网的存在，就使工具刃部有剥落的危险，从而使工具的使用寿命缩短，因此，有碳化物网的钢，必须根据其严重程度进行锻压和正火。这种钢用来制造在工作时切削刃口不剧烈变热的工具和淬火时要求不变形的量具和刃具，例如制作刀、长丝锥、长铰刀、专用铣刀、板牙和其他类型的专用工具，以及切削软的非金属材料的刀具。
预先热处理
CrWMn钢的有关预先热处理曲线示于图2-13-1~图2-13-5，退火前后的相成分、硬度和显微组织示于表2-13-4，需要说明的是：（1）退火加热保温时间在全部炉料加热到退火温度后为1~2h，冷却；等温保温为3~4h；（2）高温回火用于消除冷变形加工硬化（如称为再结晶退火）；消除热处理前的切削加工内应力。对热处理后硬度过低的零件在二次淬火以前亦先进行高温回火保温时间在全部炉料加热到温后为2~3h；（3）正火用于细化过热钢的晶粒和消除炭化物网；（4）当钢的退火硬度HB低于183时，调质处理用于提高切削加工表面光洁度。
图2-13-1 锻压后退火
图2-13-2 锻压后等温退火
CrWMn钢推荐的淬火规范
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方案
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淬火温度/℃
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冷却
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硬度（HRC）
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介质
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介质温度/℃
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延续
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冷却到20℃
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Ⅰ
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820～840
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油
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20～40
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至油温
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空冷
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63～65
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Ⅱ
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820～840
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油
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90～140
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至150～200℃
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空冷
|
63～65
|
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Ⅲ
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830～850
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熔融硝盐或碱
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150～160
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3～5min
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空冷
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62～64
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注：1、方案Ⅱ和Ⅲ用于形状复杂、要求变形小的工件；
2、直径和厚度大于50mm的工件，淬火温度可提高到850～870℃。
表2-13-3 CrWMn钢冷处理
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淬火方案
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冷却温度/℃
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用途
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硬度增量（△HRC）
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Ⅰ～Ⅲ
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-
70
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高精度工具尺寸稳定化0～1
注：冷处理应不迟于淬火后1h内进行。
4规格
CrWMn |Φ10 合金工具钢 (重庆特钢扎炼1）
CrWMn |Φ11 合金工具钢 (重庆特钢扎炼5）
CrWMn |Φ12 合金工具钢 (重庆特钢扎炼2）
CrWMn |Φ13 合金工具钢 (重庆特钢扎炼1）
CrWMn |Φ14 合金工具钢 (重庆特钢扎炼6）
CrWMn |Φ15 合金工具钢 (重庆特钢扎炼4）
CrWMn |Φ16 合金工具钢 (重庆特钢扎炼5）
CrWMn |Φ17 合金工具钢 (重庆特钢扎炼1）
CrWMn |Φ18 合金工具钢 (重庆特钢扎炼1）
CrWMn |Φ19 合金工具钢 (重庆特钢扎炼8）
CrWMn |Φ20 合金工具钢 (重庆特钢扎炼8）
CrWMn |Φ75 合金工具钢 (重庆特钢扎炼）
CrWMn |Φ80 合金工具钢 (重庆特钢扎炼）
CrWMn |Φ85 合金工具钢 (重庆特钢扎炼）
5应用
1) 该钢?9?4泛应?9?2于加?9?9薄钢板,是非铁金属的轻载、复杂形状冷冲模的基本材料,尤其是钟表、仪器、玩具、?9?5品?9?9业等领域.对冲制奥?9?4体钢板、硅钢?9?2、?9?0强度钢板效果不理想。
2) 该钢可?9?2于制作料厚度<1mm的冲裁模具复杂形状的凸模、凹模、镶块,以及?9?2股拉深模的凸凹模.制作凸模时建议硬度58 ~62HRC,制作凹模时建议硬度60 ~64HRC。
3) ?9?2于弯曲模中要求?9?0耐磨、形状复杂的凸模、凹模、镶块,制作凸模时建议硬度58 ~ 62HRC,制作凹摸时建议硬度60 - 64HRC。[2]
4) ?9?2于铝件冷挤压模的凸模、凹摸,制作凸模时建议硬度60-62HRC,制作凹模时建议硬度62 ~64HRC。
5) ?9?2于铜件冷挤压摸凹模和钢件冷挤压凸模、凹模,建议硬度62~64HRC。
6) 经锻造成形后,可?9?2于制作在1mm以上的压?9?0机上使?9?2的?9?8型胶?9?6模套,通常将钢的硬度提?9?0到50 - 55HRC.但应减少或避免明显的带状碳化物组织或者液析等组织缺陷。[3]
CrWMn钢材介绍
国产合金钢：CrWMn钢材
标准：GB/T 1299-1985
●特性及适用范围：
冷作模具钢，性能、用途和 SK3接近。
· 这种钢的淬透性、淬硬性、强韧性、耐磨性、热处理变形的可控性均优于T10A钢，主要用于制造形状复杂、精度较高、载荷不很大的冷挤压凹模。
· CrWMn钢冷挤压模的预处理工艺是球化退火，加热温度为780～800℃，炉冷至690～700℃保温5～6h，再炉冷至500℃空冷。淬火加热温度为810～830℃，回火温度为200～220℃。这时的抗弯强度高，硬度在60HRC以上。该钢在300℃有第一类回火脆性，回火应避开此温度。若模具要求高强韧性而硬度要求不低于55HRC时，可采用下贝氏体等温淬火。
常用冷作模具的制造工艺路线如下:
(1)一般成型冷作模具
锻造→球化退火→机械加工成型→淬火与回火→钳修装配;
(2)成型磨削及电加工冷作模具
锻造→球化退火→机械粗加工→淬火与回火→精加工成型（凸模成型磨削，凹模电加工）→钳修装配;
(3)复杂冷作模具
锻造→球化退火→机械粗加工→高温回火或调质→机械加工成型→钳修装配。
1、性能特点及应用
淬透性和淬硬性都比较高，耐磨性也比较好，热处理变形较小。但形成网状碳化物的倾向大。
主要用于制造形状较复杂、要求变形较小的中小型模具，如制作轻载冲裁模（小于2mm板厚），轻载拉深模及弯曲翻边模。
2、锻造工艺：
CrWMn钢的相变点：Ac1 730℃, Accm 940℃, Ar1 710℃, Ms 155℃
所以采用的始锻温度为1100~1150℃，终端温度800~850℃。
锻后空冷至650℃再缓冷。
化学成分
●化学成份：
碳 C ：0.85～0.95
硅 Si：≤0.40
锰 Mn：0.90～1.20
硫 S ：≤0.030
磷 P ：≤0.030
铬 Cr：0.50～0.80
镍 Ni：允许残余含量≤0.25
铜 Cu：允许残余含量≤0.30
钨 W ：0.70～1.2
力学性能
●力学性能：
硬度：退火,241～197HB,压痕直径3.9～4.3mm;淬火,≥62HRC
●热处理规范及金相组织：
热处理规范：淬火,800～830℃油冷。
●交货状态：钢材以退火状态交货。
锻造工艺
锻造：
油淬冷作模具钢有一些裂纹敏感性，锻造加热时不宜迅速加热，最好在650-750度进行一次预热，锻造加热温度为1130-1150度，终锻温度应大于800-850度，钢锭锻造时取上限温度，坯料锻造时取下限温度
退火工艺
退火：一般退火采用780-800度，保温4-6小时，以≤50度/小时，冷却到550度出炉空冷，等温退火采用700-800度保温2-4销售，然后再670-720度保温，保持2-4小时，以≤50度/小时冷速冷却到500度出炉空冷，退火硬度为241-197HB
物理性能
CrWMn钢材临界温度示于表2-12-1。 CrWMn钢材临界温度
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临界点
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Ac1
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Acm
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Arl
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Ms
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温度（近似值）/℃
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750
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900
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700
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205
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热处理工艺
对CrWMn钢的复合热处理分为两个步骤，一是预处理，二是淬火+低温回火.
(a) 常规退火(b) 等温球化退火
(c) 循环球化退火(d) 高温固溶+循环球化退火CrWMn钢经不同工艺预处理后，选择组织形态、分布较好的试样，在不同温度条件下进行淬火+低温回火的最终热处理，观察其组织形态与分布，测定硬度变化。
CrWMn钢淬火+回火工艺3 试验结果及分析 CrWMn钢经不同预处理工艺处理后的显微组织照片，CrWMn钢经常规退火后的硬度为180～190HB,热处理工艺处理后为180～200HB。
CrWMn钢预处理后组织
(a) 常规退火(b)等温球化退火(c) 循环球化退火(d) 固溶+循环球化退火由图3可看出，经常规退火处理后的CrWMn钢组织中碳化物呈片状分布；经810℃等温球化退火处理后，碳化物呈不规则的颗粒状分布在铁素体基体上，分布不均匀；经790℃/680℃3次循环球化退火处理后，颗粒状碳化物尺寸变小，分布较为均匀；经1050℃固溶加790℃/680℃3次循环球化退火处理后，碳化物呈细小颗粒状析出且弥散程度高
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