D2國(guó)際上較廣泛應(yīng)用的高碳高鉻冷作模具鋼，屬萊氏體鋼，具有高的淬透性、淬硬性和高的耐磨性；高溫抗氧化性能好，淬火和拋光后抗銹蝕能力好，熱處理變形小。
D2化學(xué)成份
碳 C ：1.40～1.6
硅 Si：≤0.60
錳 Mn：≤0.60
硫 S ：≤0.030
磷 P ：≤0.030
鉻 Cr：11.50～13.00
鎳 Ni：允許殘余含量≤0.25
銅 Cu：允許殘余含量≤0.30
釩 V ：≤1.00 鉬
Mo：0.70～1.20
硬度
退火 ≤255HB,壓痕直徑≥3.8mm；
淬火 ≥59HRC
熱處理規(guī)范
淬火,820±15℃預(yù)熱，1000±6℃(鹽浴)或1010±6℃(爐控氣氛)加熱,
保溫10～20min,空冷，200±6℃回火。

材料的特性

D2 鋼是高耐磨微變形冷作模具鋼, 屬于風(fēng)硬型工具鋼。該鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)1.5%, 鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)11.5%, 經(jīng)熱處理后硬度可達(dá)60HRC, 但相對(duì)地延展性、韌性、耐銹能力較弱，鋼材表面亦難作鏡面磨光處理。隨著冷沖壓制品朝著高精度、高效率、多品種的發(fā)展, 要求模具鋼具有較好的耐磨性和韌性。同Cr12MoV鋼相比, 該鋼在化學(xué)成分上增加了Mo、 V，改變了鋼的鑄造組織, 改善了菜氏體的形貌, 強(qiáng)韌性及耐磨性?xún)?yōu)于Cr12MoV鋼, 提高了模具的使用壽命。由于該鋼的屈服點(diǎn)及塑性變形抗力較 Cr12MoV 鋼高, 因而其鍛造性能及熱塑成形性較Cr12MoV 鋼略差。

使用范圍

適用于復(fù)雜可能變形的工具鋼，高耐磨性長(zhǎng)壽命的各類(lèi)冷沖壓模具及冷剪切刃，搓絲板；冷擠壓成形、拉伸膜、啤不銹鋼片及高硬度材料的衡裁模等

典型應(yīng)用舉例

1) 用于冰箱壓縮機(jī)后罩拉深模具, 淬火硬度56~58HRC。
2) 為提高D2冷作模具扁鋼軋材的使用壽命, 采用添加稀土的方法, 則鋼的耐磨性和沖擊韌度均大為改善, 從而達(dá)到提高圓模具扁鋼軋材使用壽命的目的。
3) 由于D2鋼中的V、 Mo含量高于Cr12MoV鋼, 具有更好的綜合性能, 而傳統(tǒng)的Cr12MoV鋼將逐漸被取代。
4) 用D2鋼制造的滾絲輪、離臺(tái)調(diào)板冷沖模, 與Cr12MoV鋼相比可提高使用壽命5 ~6 倍。

模具鋼分類(lèi)

美國(guó)按模具服役條件將模具鋼分為三大類(lèi)，美國(guó)金屬學(xué)會(huì)工具鋼委員會(huì)列出了：冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類(lèi)。其中，冷作模具鋼又分出12小類(lèi)，熱作模具鋼9小類(lèi)，塑

料模具鋼2小類(lèi)。每個(gè)小類(lèi)的選材又取決于三個(gè)主要因素：

　　◆ 尺寸大小和形狀的復(fù)雜性，

　　◆ 被加工的材料，

　　◆ 耐久性要求或設(shè)計(jì)壽命。

1.冷作模具鋼 　　（1）分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。

　　◆ W組即水淬工具鋼，有11個(gè)鋼種，7個(gè)碳素工具鋼，含碳量從0.7%-1.3%。

　　◆ O組即油淬冷作模具鋼（俗稱(chēng)油鋼），有4個(gè)鋼種，含碳量在0.85%-1.55%，

　　◆ A組即空淬中合金冷作模具鋼，有9個(gè)鋼種，含碳量從0.5%-2.25%。

　　◆ D組即高碳高鉻冷作模具鋼，有7個(gè)鋼種，含碳量0.9%-2.5%。

　　◆ S組即耐沖擊工具鋼，有7個(gè)鋼種，含碳量0.4%-0.6%。

　　用于冷作模具還有高速鋼（HSS組）和超高速鋼（SHSS組），鈷基硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金（HA組），粉末鋼和工程陶瓷（PIM組），碳鎢工具鋼（F組），特殊用途工具鋼（L組）。

　?。?）冷作模具鋼的選用

　　冷作模具鋼的主系列是高硬冷作類(lèi)，主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具，硬度高于HRC60-62。對(duì)于要求耐沖擊、韌性高的模具，硬度低于HRC60- 62，主要用S類(lèi)和部份A類(lèi)和最普通的調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對(duì)于大型沖壓模，如汽車(chē)外型沖壓件，主要用鑄鐵類(lèi)。簡(jiǎn)易或壽命數(shù)量少的用鋅基合金或高分子復(fù)合材料。

　　高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。主要是有高的"抗壓強(qiáng)度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇。

　　粉末模具鋼有優(yōu)良的耐磨壽命，硬度不大高HRC60-62，應(yīng)用相當(dāng)多。

　　碳素工具鋼在壽命10萬(wàn)件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應(yīng)用范圍。

2.熱作模具鋼

　　美國(guó)熱作模具鋼分二大類(lèi)：熱作模具鋼，和超級(jí)熱強(qiáng)合金。

　　熱作模具由于在有溫度的條件下工作，要求材料具有熱強(qiáng)性和熱耐磨性，為了保證模具的使用壽命模具要冷卻，熱冷交替模具會(huì)出現(xiàn)龜裂，即熱疲勞裂紋，所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能。

　　按熱強(qiáng)性排列的主系列進(jìn)行選材:

　　低合金調(diào)質(zhì)模具鋼（6G，6F2，6F3）→中鉻熱作模具鋼（H11、H12、H13）→鎢熱作模具鋼（H21，H22）。

　　非標(biāo)準(zhǔn)的熱作模具鋼：例如熱鐓鍛模具用時(shí)效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現(xiàn)了不能滿(mǎn)足熱耐磨性時(shí)，可以選擇6H1，6H2。

　　當(dāng)要求模具以熱作耐磨性為主時(shí)，可以選擇D2，D4→M2，M4→粉末鋼。鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鈷基硬質(zhì)合金的高溫耐磨性是很高的，但其熱疲勞性（即冷熱抗疲勞裂紋）很差，不能在急

冷急熱狀態(tài)下使用。

3.塑料模具鋼 　　美國(guó)是最早在工具鋼中列出塑料模具專(zhuān)用鋼的國(guó)家，以P來(lái)表示為主，共分為五類(lèi)。

　　◆ 滲碳型塑料模具鋼：P1，P2，P3，P4，P5，P6。這類(lèi)鋼含碳量很低，主要是美國(guó)早期及用擠壓成型制模法，要求冷塑性好，有高的擠壓性能，成型后表面滲碳淬火提高表面硬度，使用壽命長(zhǎng)。芯部超低碳可使淬火時(shí)變形量最小。

　　◆調(diào)質(zhì)型塑料模具：P20，P21。目前塑料模具中P20的用量很大，已成為主體，大多數(shù)在預(yù)硬狀態(tài)時(shí)使用。

　　◆ 中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模。鋼號(hào)有H13，而L2和S7，O1和A2也有應(yīng)用。這一類(lèi)的特點(diǎn)是：

　?。?）基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時(shí)的熱強(qiáng)性好。

　　（2）含鉻較高，大氣腐蝕性好。

　?。?）淬透性極好，適用于大模塊。

　　◆不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模，主要鋼號(hào)有420，414L，440，416。

　　◆時(shí)效鋼是經(jīng)過(guò)時(shí)效處理而獲得高的使用性能。有兩種，一種是P21低碳Ni-A1時(shí)效鋼；另一類(lèi)是18Ni馬氏體時(shí)效鋼。后者是用于宇航工業(yè)的無(wú)碳高純度、高強(qiáng)度、高韌性的材料。用于力學(xué)性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模具中。

　　塑料模具鋼的選用

　　薄壁的塑料箱體，生產(chǎn)批量在小于10萬(wàn)件時(shí)，用P20，P21預(yù)硬態(tài)（HB250～300），腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用414L。

　　高壽命的普通塑料模，用P6或P20，經(jīng)滲碳一淬火后硬度在HRC54-58；塑料件不太大時(shí)，可用O1，S7。腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用420。

　　非高溫的熱固性模用P6，P20經(jīng)滲碳淬火后使用。腐蝕性強(qiáng)用420。

　　高溫?zé)峁绦运芰夏Ｓ肏13和S7或滲碳鋼P(yáng)4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性。