1.2080 工具钢：高精度冷作模具的核心材料
1. 材料概述与分类
1.2080 工具钢（国际通用牌号：X210Cr12、AISI D3）是一种莱氏体高碳高铬合金冷作模具钢，属于高耐磨、高抗压工具钢的代表。其碳含量高达1.90–2.20%，铬含量为11.00–12.00%，通过高合金成分实现出色的硬度（退火态≤250 HB，淬火后可达59–64 HRC）和耐磨性。该钢在热处理中展现优异的尺寸稳定性，适用于精密工具制造。
2. 化学成分与物理特性
化学成分（%）：
元素
碳 (C)
铬 (Cr)
锰 (Mn)
硅 (Si)
磷/硫 (P/S)
含量
1.90–2.20
11.00–12.00
0.15–0.45
0.10–0.40
≤0.030
物理性能：
- •
- 密度：7.67 g/cm³
- •
- 导热系数：20.0 W/m·K
- •
- 弹性模量：210×10³ N/mm²
- •
- 电阻率：0.65 Ω·mm²/m
- 高铬碳化物分布赋予其卓越的抗磨粒磨损和粘着磨损能力，但碳化物偏析也导致加工难度较高。
3. 核心性能优势
- 1.
- 耐磨性与硬度
- •
- 工作硬度达59–64 HRC，可长期保持刃口锋利，适用于切割薄板（厚度≤4 mm）的刀具（如圆剪刀、冲裁模）。
- •
- 抗压强度≥835 N/mm²，耐受高负荷冲压和冷成型作业。
- 2.
- 尺寸稳定性
- •
- 热处理变形极小，适合精密量具（如极限量规、钻套）和复杂模具。
- 3.
- 中等耐腐蚀性
- •
- 铬含量提供优于普通工具钢的耐腐蚀能力，适用于化工、食品机械的潮湿环境。需镀铬或镍涂层进一步提升防护。
4. 热处理工艺详解
热处理是发挥1.2080钢性能的关键：
- •
- 退火：800–820°C软化退火4–6小时，缓冷至≤240 HB，改善切削性。
- •
- 淬火：
- •
- 预热：分阶段预热至450–650°C和800–850°C，避免开裂。
- •
- 最终硬化：
- •
- 小部件（≤20 mm）：930–970°C空淬，硬度62–64 HRC。
- •
- 大部件（≤50 mm）：450–500°C温油淬火。
- •
- 回火：160–300°C回火2小时以上（每25 mm厚度≥1小时），双重回火提升韧性。
5. 工业应用场景
- 1.
- 切削与冲压工具
- •
- 高负荷冲头、冷剪切刀、精冲模具（如汽车零件冲裁）；
- •
- 木材加工刀具（铣刀）、有色金属切割刀片。
- 2.
- 塑料与制药模具
- •
- 耐磨损塑料注射模（如酚醛树脂成型）；
- •
- 制药压片机冲模，兼顾耐腐蚀与无污染要求。
- 3.
- 精密测量与成型工具
- •
- 钻套、拉丝模、冷镦模具；
- •
- 滚轧工具（如纸张切割辊、陶瓷成型辊）。
- 4.
- 特殊行业
- •
- 化工设备密封件、食品机械耐磨部件（需表面涂层）。
6. 加工与焊接要点
- •
- 加工难度：
- •
- 退火态可加工性评级仅4/10（1为最差），需用硬质合金刀具低速切削。
- •
- 焊接工艺：
- •
- 高裂纹风险！仅在退火态焊接，预热至300–500°C，焊后立即650°C去应力退火。
- •
- 硬化态焊接需500°C预热并双重回火。
7. 对比同类材料
特性
1.2080 (D3)
D2工具钢
耐磨性
⭐⭐⭐⭐⭐（更优）
⭐⭐⭐⭐
韧性
⭐⭐（较低）
⭐⭐⭐（中等）
耐腐蚀性
⭐⭐⭐（中等）
⭐⭐（较低）
磨削难度
高（碳化物硬质相）
中等
1.2080更适合高耐磨、低冲击场景（如薄板剪切），而D2更均衡。8. 选材建议与未来趋势
1.2080钢是精密耐磨工具的首选，尤其在厚度≤4 mm的硬质材料加工中不可替代。随着工业对模具寿命要求的提升，其高稳定性、低变形特性将扩大在新能源电池切割模、半导体封装模具等领域的应用。但需注意：高碳化物含量要求严格的热控制，建议优先选择真空精炼工艺的优质钢坯以减少偏析。
