1.2378工具钢：高性能冷作模具的核心材料
一、材料特性与化学成分
1.2378工具钢属于高碳高合金冷作模具钢，以高硬度、高耐磨性和优异的韧性为核心特性。其化学成分设计精密：
- 碳（2.15-2.30%）：提供基础硬度和耐磨性，形成稳定的碳化物强化相。
- 铬（12.0-13.0%）：显著提升耐腐蚀性和淬透性，支持厚截面工件的均匀硬化。
- 钼（0.80-1.00%）与钒（2.00-2.30%）：细化晶粒并增强二次硬化效应，高温回火后仍保持高硬度。
- 低杂质控制：磷、硫含量均≤0.035%，确保材料纯净度，减少脆性风险。
此类成分组合赋予其62 HRC以上的峰值硬度（回火后），同时抗拉强度达600 MPa以上，断面收缩率约45%，在苛刻工况下抵抗冲击变形
169。二、热处理工艺的关键参数
热处理是发挥1.2378性能的核心环节，需严格控制以下阶段：
- 预热与奥氏体化
- 预热温度：840-900°C（避免热应力开裂）。
- 淬火温度：1050-1100°C（油冷或空冷），使碳化物充分溶解。
- 回火工艺
- 推荐回火温度：550-570°C，保温时间依工件厚度调整（通常≥1小时/25mm）。
- 回火后硬度变化：
- 100°C回火：62 HRC
- 400°C回火：59 HRC
- 多次回火（2-3次）可消除残余奥氏体，提升尺寸稳定性。
- 深冷处理（可选）
- 淬火后立即冷却至-70~-80°C，保持3-4小时，硬度可再提升1-3 HRC，尤其适合精密模具279。
三、核心性能优势
- 耐磨性与抗压强度
- 高钒含量形成的MC型碳化物硬度超HV 2800，大幅降低冲压、剪切过程中的磨损率，寿命较通用模具钢提升3倍以上。
- 抗疲劳与韧性平衡
- 冲击韧性达43 J（实测），可承受冷镦、深拉延等高频次冲击作业，避免崩角或断裂。
- 尺寸稳定性
- 低热膨胀系数（11.2×10⁻⁶/K）与高导热性（30 W/m·K），减少热处理变形，适配精密模具公差要求6910。
四、典型应用场景
- 冷作模具领域
- 冲裁模：高硬度刃口保持锋利，适用于不锈钢板、硅钢片精密冲切。
- 冷挤压模：承受>1500 MPa压力，成型汽车轴承套圈、紧固件。
- 拉深模与压印模：表面光洁度要求高的硬币、首饰模具。
- 工具与耐磨部件
- 搓丝板、滚丝轮：加工螺纹时抵抗金属流动磨损。
- 穿孔针与气锤工具：兼具抗冲击与耐高温氧化性（短时耐热至500°C）。
- 塑料成型模具
- 针对玻纤增强工程塑料（如尼龙66），抵抗熔体冲刷腐蚀，延长注塑模寿命137。
五、加工与表面处理建议
- 机加工：退火态硬度≤255 HBW，适合车削、铣削；建议采用硬质合金刀具低速切削。
- 磨削与抛光：淬火后需用CBN砂轮精磨，表面可镜面抛光至Ra 0.01 μm，提升脱模性。
- 表面强化：氮化处理（520°C×20h）形成10-15 μm化合物层，表面硬度达1100 HV，用于铝压铸模710。
六、发展趋势与创新方向
- 增材制造应用
- 通过粉末冶金（PM）技术优化碳化物分布，减少偏析，提升3D打印模具的均质性。
- 复合涂层技术
- 物理气相沉积（PVD）AlCrN涂层与基体结合力强，摩擦系数降至0.3，适用于高速冲压。
- 绿色热处理工艺
- 真空高压气淬替代盐浴淬火，减少污染并控制变形，适配大型模具（>1吨）制造911。
1.2378工具钢通过成分与工艺的精密协同，在耐磨性、韧性、热稳定性间实现了卓越平衡，成为高端冷作模具不可替代的核心材料。随着涂层、控性工艺的持续优化，其应用边界将进一步向航空航天、新能源装备领域拓展。
