Z100CDV5模具钢在精密冲裁模的承载能力验证

　　Z100CDV5模具钢(AISI D2改良型)的用途及特性

　　基本介绍

　　Z100CDV5是一种高碳高铬冷作模具钢，属于法国AFNOR标准牌号，相当于改良型AISI D2钢。该材料通过优化钒(V)含量和热处理工艺，显著提高了耐磨性、抗压强度和尺寸稳定性，是制造精密冲裁模、成型模和切削刀具的理想材料。

　　核心特性

　　1. 机械性能

　　超高硬度：热处理后可达60-62 HRC

　　优异的耐磨性：比标准D2提高20-30%

　　良好的抗压强度：≥2500 MPa

　　优良的尺寸稳定性：热处理变形率<0.05%

　　2. 物理特性

　　弹性模量：210 GPa

　　密度：7.7 g/cm³

　　热膨胀系数：10.4×10⁻⁶/°C(20-200°C)

　　3. 加工性能

　　可磨削性：优于常规D2钢

　　电火花加工性能：EDM加工表面质量良好

　　抛光性能：可达镜面级(Ra≤0.025μm)

　　法国Z100CDV5执行标准：NF

　　Z100CDV5冷作模具钢具备好的耐磨性同时又具有特殊好的韧性的工具，广泛用于下料模和成形模、轧辊、冲头、压延模和滚丝模，也用于某些类型的剪刀片。

　　Z100CDV5化学成分：

　　C：0.95~1.05

　　Mn：≤1.00

　　Si：≤0.50

　　Cr：4.75~5.50

　　P：≤0.025

　　S：≤0.020

　　Mo：0.90~1.40

　　V：0.15~0.50

　　Z100CDV5出厂状态：退火HB≤230 热处理硬度：58-61HRC

　　Z100CDV5用途：适用于各种五金冷冲模，以及承受较大冲击的大型复杂冲载模。

　　注：高V含量形成MC型碳化物显著提升耐磨性

　　热处理工艺

　　1. 退火

　　加热至850-870°C保温4-6小时

　　以10-20°C/h缓冷至500°C后空冷

　　退火硬度：210-230 HB

　　2. 淬火

　　预热：600-650°C+800-850°C(阶梯预热)

　　奥氏体化：980-1020°C(根据尺寸选择)

　　冷却方式：空冷/油冷/高压气淬

　　3. 回火

　　双重回火：180-220°C×2h×2次(高硬度要求)

　　或500-550°C×2h×2次(高韧性要求)

　　终硬度：58-62 HRC

　　典型应用领域

　　1. 精密冲裁模具

　　硅钢片冲模(寿命达100万次以上)

　　电子接插件精密冲模

　　汽车安全带扣冲裁模

　　2. 成型模具

　　不锈钢餐具深冲模

　　汽车覆盖件成型模

　　高强度钢板弯曲模

　　3. 切削刀具

　　粉末冶金成型刀具

　　木材加工刀具

　　塑料切粒刀

　　4. 其他应用

　　量具和测量仪器

　　高耐磨机械零件

　　精密轴承部件

　　性能对比(与AISI D2)

　　参数Z100CDV5AISI D2提升幅度

　　耐磨性(干砂橡胶轮试验)0.8mg1.2mg+33%

　　抗压强度(MPa)25002200+14%

　　冲击韧性(J/cm²)1210+20%

　　热处理变形率(%)<0.050.08-0.12降低50%

　　使用建议

　　表面处理：

　　推荐CVD涂层(TiCN/TiAlN)

　　氮化处理：500°C×20h，白层≤15μm

　　镀铬厚度≤0.005mm(需除氢处理)

　　维护保养：

　　每10万次冲压后需检查刃口状态

　　使用中性清洗剂维护

　　长期存放需防锈处理

　　焊接修复：

　　选用AWS A5.9 ER420焊丝

　　预热温度：300-350°C

　　焊后立即180-200°C×4h去应力

　　经济性分析

　　虽然Z100CDV5材料成本比普通D2高约20-25%，但由于：

　　模具寿命延长30-50%

　　维护成本降低40%

　　产品精度提高 综合使用成本可降低15-25%

　　总结

　　Z100CDV5作为高端冷作模具钢，通过优化的V含量和热处理工艺，在保持D2钢良好硬度的同时，显著提升了耐磨性、抗压强度和尺寸稳定性。特别适用于高精度、高耐磨要求的严苛工况，是精密冲压、成型加工等领域的优选材料。其优异的综合性能可使模具寿命提升30%以上，虽然初始成本较高，但全生命周期成本更具优势。