冷作模具钢与热作模具钢是模具钢的两大核心类别，二者在应用场景、性能要求、化学成分、热处理工艺及典型材料等方面存在显著差异。以下是具体对比分析：

1. 应用场景与工作条件

• • 冷作模具钢
    • 工作环境：在常温或低温下对金属进行冷变形加工（如冲裁、拉伸、弯曲、冷挤压等）。
    • 受力特点：承受高压力、摩擦力及冲击载荷，模具表面易产生磨损、崩刃或疲劳裂纹。
    • 典型应用：冲压模具、冷镦模具、剪切刀具、拉丝模等。
  • 热作模具钢
    • 工作环境：在高温下对金属进行热变形加工（如锻造、压铸、热挤压、热冲裁等）。
    • 受力特点：承受高温、高压、热疲劳及氧化腐蚀，模具易发生热裂纹、软化或变形。
    • 典型应用：压铸模具、锻造模具、热挤压模具、热剪切模具等。

2. 性能要求

3. 化学成分差异

• • 冷作模具钢
    • 高碳（C 0.8%-1.5%）：提高硬度和耐磨性。
    • 合金元素：Cr、V、W、Mo等形成碳化物，增强耐磨性；少量Co、Ni改善韧性。
    • 典型牌号：Cr12MoV（D2）、SKD11、9CrWMn、O1等。
  • 热作模具钢
    • 中碳（C 0.3%-0.6%）：平衡硬度与韧性。
    • 合金元素：Cr、Mo、V、W提高热强性和抗回火稳定性；Si、Ni增强热疲劳抗力；部分含S、Se改善切削性。
    • 典型牌号：H13（4Cr5MoSiV1）、5CrNiMo、3Cr2W8V、SKD61等。

4. 热处理工艺

• • 冷作模具钢
    • 淬火：低温淬火（如油淬或分级淬火）以减少变形。
    • 回火：低温回火（150-200℃）获得高硬度和耐磨性。
    • 特殊处理：表面镀层（如TiN、CrN）或渗氮处理增强耐磨性。
  • 热作模具钢
    • 淬火：高温淬火（如1000-1050℃）以获得均匀马氏体组织。
    • 回火：多次高温回火（500-650℃）消除残余应力，提高热稳定性和韧性。
    • 特殊处理：表面渗氮或镀层（如Al₂O₃）提高抗氧化性。

5. 典型失效形式

• • 冷作模具钢：磨损、崩刃、疲劳裂纹、粘着磨损。
  • 热作模具钢：热裂纹、热疲劳剥落、软化塌陷、氧化腐蚀。

6. 设计选材原则

• • 冷作模具：优先选择高硬度、高耐磨性材料，如Cr12MoV用于冲裁模，O1用于精密冲压。
  • 热作模具：优先选择高热强性、高韧性材料，如H13用于压铸模，5CrNiMo用于锻造模。

总结

冷作模具钢与热作模具钢的核心区别在于工作温度和性能侧重点：

• • 冷作模具钢以“高硬耐磨”为核心，适应常温高压环境；
  • 热作模具钢以“高热强韧性”为核心，应对高温热应力挑战。
    选材时需根据模具的具体工况（温度、载荷、寿命要求）综合评估，以实现性能与成本的平衡。