9Cr6W3Mo2V2模具钢详细技术分析报告

材料基本概况

9Cr6W3Mo2V2是一种超高合金冷作模具钢，属于高碳高合金工具钢系列。该钢种通过高比例的钨(W)、钼(Mo)和钒(V)合金化，使其具有极佳的耐磨性和红硬性，特别适合高负荷、高磨损的模具应用场景。

9Cr6W3Mo2V2(GM)钢属于高耐磨性冷作模具钢，取“高”、“磨”两个汉语拼音字头为其代号，称GM钢，由华中科技大学研制。

9Cr6W3Mo2V2化学成分：

C：0.94

Cr：5.83

Mo：2.80

W：3.23

V：2.00

Si：0.27

Mn：0.46

模具钢的特性9Cr6W3Mo2V2简称GM钢，国内研制的高耐磨、高强韧冷作模具钢。其硬度接近于高速钢，韧性和强度优于高速钢和高铬工具钢。与Cr12、Cr12MoV相比，此类钢中碳和铬的含量较低，改善了碳化物的不均匀性，提高了韧性

核心性能特点

1. 卓越的机械性能

超高硬度：淬火回火后可达HRC 62-65

耐磨性能：耐磨性是普通Cr12型钢的2-3倍

抗压强度：高达4000-4500MPa

红硬性：600℃时仍能保持HRC≥55

2. 特殊性能表现

碳化物特性：富含MC型碳化物(V4C3)和M6C型碳化物

淬透性：临界直径约100-120mm(油淬)

抗回火性：具有明显的二次硬化效应

3. 工艺特性

锻造性能：锻造温度范围1100-900℃

退火硬度：HB≤260

切削加工性：退火态相对切削性约40%(以W18Cr4V为100%)

典型应用领域

一、高端冷作模具

极端磨损工况模具

硬质合金冲裁模

硅钢片高速冲模

高硅铝合金冲压模

精密成形模具

高精度冷挤模

精密冷锻模

高表面要求拉深模

二、温作模具应用

温锻模具(工作温度≤650℃)

温挤压模具

高温精冲模具

三、特殊工具应用

高强度切削刀具

高精度量具

耐磨机械零件

热处理工艺规范

1. 预备热处理

退火工艺：

加热温度：850-870℃

保温时间：3-4h

冷却方式：以≤30℃/h冷至500℃后空冷

退火硬度：HB230-260

2. 最终热处理

淬火工艺：

预热阶段：800-850℃×1h

奥氏体化：1100-1150℃×0.5h

冷却介质：油冷或高压气淬

回火工艺：

第一次回火：530-550℃×2h

第二次回火：520-540℃×2h

第三次回火：510-530℃×2h

最终硬度：HRC62-65

与同类高合金模具钢对比

对比项9Cr6W3Mo2V2CaldieVanadis 10

硬度(HRC)62-6558-6162-64

抗压强度(MPa)420038004000

冲击韧性(J/cm²)25-3530-4035-45

耐磨性指数1.81.51.9

最高使用温度650℃600℃650℃

关键技术要点

热处理关键技术

必须采用多次预热(500℃、800℃)

奥氏体化温度偏差应控制在±5℃

淬火后应立即进行回火(间隔≤2h)

加工制造建议

粗加工后应进行去应力退火(600-650℃)

电加工后需进行去应力回火

刃口建议采用金刚石砂轮精磨

表面强化技术

推荐PVD(TiAlN)涂层处理

深层渗氮(0.15-0.25mm)

TD处理(碳化钒)效果显著

典型应用案例

新能源电机硅钢片冲模

材料厚度：0.35mm无取向硅钢

冲裁速度：400次/分钟

使用寿命：200万冲次以上

5G基站铝合金壳体冲压模

材料：6061-T6铝合金

模具寿命：50万件

表面粗糙度保持：Ra0.2μm

高端轴承套圈冷挤模

产品精度：IT6级

单次修模寿命：8万件

总寿命可达60万件

材料发展前景

9Cr6W3Mo2V2作为超高合金模具钢的代表，在以下领域具有广阔应用前景：

新能源电机核心部件制造

航空航天精密零件成形

超硬材料加工工具

半导体封装模具

该材料通过创新的合金设计，实现了耐磨性、红硬性和强韧性的最佳平衡，是解决高端模具失效问题的理想选择。随着制造工艺的不断提升，其应用领域还将进一步扩大。