1简介
DC53是日本大同特殊钢对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，其技术规范载于日本工业标准（JIS）G4404。它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点，将在通用及精密模具领域全面取代SKD11的高强韧性通用冷作模具钢。
在热处理适当的情况下强度、韧性都很***，高温回火硬度可达到62~63HRC。
DC53的韧性在冷作模具钢中较为突出，用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂，大大提高了使用寿命。
线切割加工后的残余应力，经高温回火减少了残余应力。因此，大型模具和要求精密之模具在线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。
实用特性:
在线切割加工上之优点
2用途
1.冲裁模具、冷作成型模具、冷拉模具
2.成型轧辊、冲头
●精密冲压模 。
●线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模 。
●难加工材料的塑性变形用工具 。
●冷锻、深拉和搓丝用模 。
其他
●高速冲裁冲头、不锈钢板冲头 。
●出厂状态:HB255
3化学成分
碳 C ：1.00
硅 Si：0.91
锰 Mn：0.32
铬 Cr：8.00
钼 Mo：2.00
钒 V：0.28
磷 p：0.007
4基本性能
DC53常规热处理条件下，残余奥氏体几乎全部分解，一般可省略深冷处理，在较强硬度下仍可保持较高的韧性。
实验设计
一
DC53经1040℃ 淬火和520～530℃高温回火后，硬度HRC可达62～63，是目前常用的冷作模具钢中的，且切削性、磨削性较好，电加工变质层残余应力小，残余奥氏体极少，碳化物细小并分布均匀。
因模具受力情况较复杂，有些模具工作零件需具备一些特殊的力学性能，若按标准的热处理工艺往往无法达到理想的工作性能要求，需通过热处理对硬度、韧性和耐磨性等基本特性作适当调整，以达到模具工作状态．淬火温度和回火温度则是热处理的主要工艺参数，本文着重研究DC53的回火特性。
二
实验中，对DC53热处理规范略作一些变化，适当调整了淬火温度，回火温度取6档，即100℃ ，200℃ ，300℃ ，400℃ ，500℃ ，600℃。100℃回火选用101-2型干燥箱进行加热，其余采用SX-25-12型箱式电阻炉加热，每个回火温度取两个试样。
硬度测试选用金属洛氏硬度试验，在常温下进行，采用HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计。
冲击试验采用10mm×10mm×55mm无缺口试样，在JB30B冲击试验机上进行，冲击能量为0.3 KN.m或0.15 KN.m。
结果分析
⒈硬度值
对每个试样各取3个不同位置点测硬度，得出各回火温度下的硬度值，综合各试样的硬度值，DC53在100～500℃回火时，硬度值变化并不大；在400℃中温回火时硬度略高，标准热处理回火后的硬度峰值一般在520℃左右；在600℃ 高温回火后，硬度大幅下降，平均HRC硬度值仅为52．4，故回火温度不宜太高。
⒉冲击韧性
回火后，磨去试样表面的氧化脱碳层，测出不同回火温度下各试样的冲击值，综合各试样的冲击值，DC53在200℃回火时，平均冲击值达到60 J/cm2以上．在500℃回火时，冲击韧性较差，表现出一定的高温回火性．600℃以上回火冲击韧性很好，但硬度大为下降，达不到使用要求．
实验结果表明，DC53总体回火稳定性较好，在一定回火温度范围内，硬度和冲击值变化不大；在400～500℃回火时韧性大幅度下降，出现回火脆性现象；在600℃回火时，试样的韧性很高，冲击值达到85 J/cm2，但硬度大幅下降．在生产中，对于一些硬度、耐磨性要求不太高而韧性要求较高的冷作模具可采用高温回火；对硬度要求较高，同时又要具有较高韧性的冷作模具，宜采用200℃左右的低温回火．其他回火温度下的硬度和冲击值可采用合适的计算方法(如插值法、函数逼近等)预测，再用实验验证．淬火态试样中碳化物呈断续细带状分布，200℃回火后碳化物呈均匀分布，且组织内几乎不存在大块状碳化物，故韧性较好．从断口形貌看，200℃回火组织断口的解理台阶远少于淬火态试样，5000倍金相中的断口有一些小而浅的韧窝，显示其有一定的韧性．回火后，残余奥氏体转变较充分，碳化物细小并分布均匀，使韧性增加．
结论
⒈适当调整淬火温度后，DC53在200℃回火时硬度和冲击韧性都较高；在400～500℃ 回火时硬度较高，韧性大幅度下降；在600℃ 回火时冲击韧性很高，硬度***下降．
⒉形状复杂的精密冲模、修整模、冷轧辊轮等工模具宜采用低温回火工艺，以使模具工作零件获得高硬度、高韧性、耐磨性好、强度高，可有效延长模具寿命，防止过度磨损、变形、开裂等早期失效现象．
⒊受冲击载荷较大的复杂模具可采用低淬高回工艺，以得到较高的冲击韧性，防止模具产生脆性断裂现象
5力学性能
硬度 ：退火,255～210HB,淬火,≥62HRC
6主要特性
(1)被切削性，被研磨性良好。 被切削性，被研磨性皆比SKD11***，所以加工工具寿命较长，加工工时数较省。
(2)在热处理上之优点 淬火硬化能比SKD11高，所以可改善真空热处理时硬度不足之缺陷。
(3)在线切割加工上之优点 藉高温回火可减轻残留应力及消除残留沃斯田铁，能防止线切割加工产生龟裂、变形之困扰。
(4)在表面硬化处理上之优点 表面硬化处理后表面硬度比SKD11高，因此可提高模具性能。
(5)在修补焊接作业上之优点 由于预热及后热温度均比SKD11低，所以修补焊接作业较简便。 特点：通用冷作模具钢,高硬度,高韧性DC53模具钢
7主要用途
高温回火后可达HRC63，有利于线切割加工的精密冲裁模及各种用途冲压模 。
难加工材料的塑性变形用工具 。
冷锻、深拉和搓丝用模 。
高速冲裁冲头、不锈钢板冲头
工作条件及性能要求
冷作模具钢在工作时．由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。
冷作模具钢与刃具钢相比．有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以***冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加工艺复杂．而且摩擦面积大．磨损可能性大．所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大．又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。
Cr12
性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数可达2.30%，从而钢变得硬而脆，所以冲击韧性较差，几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂，而且易形成不均匀的共晶碳化物。
用途：用于制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头，剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。
生产品种：热轧材、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。
Cr12Mo1V1
性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，无特殊要求时钻不作为必加元素。由于钼和钒的含量比Cr12高，故钢的组织和晶粒度进一步细化，提高了钢的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。
用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
Cr12MoV
性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透，且具有很高的耐磨性，淬火时体积变化小。其碳含量比Cr12钢低很多，且加入了钼、钒，因此，钢的热加工性能、冲击韧性和碳化物分布都得到了明显改善。
用途：用于制造断面较大、形状复杂、耐磨性要求高、承受较大冲击负荷的冷作模具，如冷切剪刀、切边模、滚边模、量规、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、形状复杂的冲孔凹模、钢板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷冲模和冲头等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
Cr5Mo1V
性能：合金含量中等，由于含有钼和钒，所以钢的淬透性良好，碳化物分布均匀，具有一定的冲击韧性和较好的耐磨性。
用途：用于制造定型模、钻套、冷冲模、冲头、切边模、螺纹滚模、搓丝板和量规等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
9Mn2V
性能：综合力学性能比碳素工具钢好，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。
用途：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、料模、剪刀、丝锥、板牙和铰刀等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝。
根据需方要求可供应中小规格的模块。
CrWMn
性能：具有较高的淬透性，由于加入1.20%%26mdash;1.60%（质量分数）钨，形成碳化物，所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒，从而使钢具有较好的韧性，该钢对形成网状碳物比较敏感，而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。
用途：使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套，，以及形状复杂的高精度冲模等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、银亮钢丝、热轧钢板、冷轧钢板。
9CrWMn
性能：低合金冷作模具钢，具有一定的淬透性和耐磨性，淬火变形较小，碳化物分布均匀且颗粒细小。
用途：用于制造截面不大的，而形状较复杂的冷冲模，以及量规、样板等量具。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、冷轧钢板。
Cr4W2MoV
性能：新中型合金冷作模具钢，性能较稳定，与高合金冷作模具钢Crl2、Crl2MoV相比，用其制成的模具使用寿命明显提高。该钢的共晶碳化物颗粒细小，分布均匀，具有较高的淬透性和淬硬性，以及较好的耐磨性和尺寸稳定性。但钢的热加工温度范围较窄，变形抗力较大。
用途：用于制造各种冲模、冷镦模、落料模、拉延模、冷挤压凹模和搓丝板等。
生产品种：热轧材、锻材。
根据需方要求可供应小规格模块。
6Cr4W3Mo2VNb
性能：高韧性冷作模具钢，其化学成分接近高速工具钢的基体成分，属于一种基体钢。因此，它具有高速工具钢的高硬度和高强度。又因该钢没有过剩的碳化物，所以具有较高的韧性和疲劳强度。该钢含有0.20%%26mdash;0.35%（质量分数）的铌，使晶粒细化，并提高晶粒精化温度，从而提高了钢的韧性，改善了其工艺性能。
用途：用于制造冷挤压模具、冷镦模、螺钉冲头、冷冲模、拉延模和搓丝板等。
生产品种：热轧材、锻材。
根据需方求可供应部分扁钢或其他条钢。
6W6Mo5Cr4V
性能：低碳高速工具钢类型的冷作模具钢，其淬透性好，并具有类似高速工具钢的高硬度、高耐磨性、高强度等综合性能，还具有比高速工具钢韧性好的特性。用该钢制造的冷挤压模寿命较长。因钢中钼含量较高，其热加工温度范围稍窄，变形抗力较大。此钢易脱碳。
用途：用于制造冷挤压凹模和上下冲头等。
生产品种：热轧材、锻材。
