D2 Tool Steel
分类: Metal Materials
标准: ASTM A681, GB/T 1299 Cr12Mo1V1, JIS SKD11
密度: 7.70 g/cm³
基本信息
- 材料类型
- 模具钢 (Tool Steel)
- CNC加工特性
- 困难，因高碳高铬含量导致硬度高、韧性差，刀具磨损严重。
- 3/5轴适应性
- 适合（五轴加工可减少刀具倾角，降低冲击）
- 变形风险
- 高
- 粘刀性
- 否
- 切削液推荐
- 水基乳化液或高压油冷 (5-10 bar)，淬火态加工建议使用MQL微量润滑
加工要点：D2模具钢在淬硬态下加工极其困难，建议优先在退火态进行粗加工，淬火后仅进行精加工或电火花加工。使用涂层硬质合金或CBN刀具，避免中断切削以防止崩刃。切削时需使用高压冷却液及时排屑降温，避免工件硬化层产生。
化学成分
| 元素 | 含量 |
|---|---|
| C | 1.40-1.60% |
| Si | 0.10-0.60% |
| Mn | 0.10-0.60% |
| Cr | 11.00-13.00% |
| Mo | 0.70-1.20% |
| V | 0.50-1.10% |
| P | ≤0.030% |
| S | ≤0.030% |
物理性能
- 硬度
- 退火态≤255 HB, 淬火回火态≥58 HRC
- 热导率
- 20.0 W/m·K
- 比热容
- 460 J/kg·K
- 热膨胀系数
- 11.2×10⁻⁶/°C (20-100°C)
- 熔点
- 1420°C
力学性能
- 抗拉强度
- ≥1800 MPa (淬火回火态)
- 屈服强度
- ≥1400 MPa
- 延伸率
- ≥1%
- 断面收缩率
- ≤5%
- 冲击韧性
- ≤0.4 J/cm²
刀具推荐
- 车削
- 涂层硬质合金 (CVD TiAlN) 或 CBN 刀片
- 铣削
- 整体硬质合金立铣刀 (AlTiN涂层) 或 CBN 球头刀
- 钻孔
- 硬质合金钻头 (TiAlN涂层) 或可转位钻头
切削参数
车削
速度: 60-120 r/min (淬火态降低至30-50) | 进给: 0.08-0.20 mm/rev | 深度: 0.5-2.0 mm
铣削
速度: 80-150 r/min (淬火态50-80) | 进给: 0.05-0.15 mm/tooth | 深度: 0.3-1.5 mm
钻孔
速度: 40-80 r/min (淬火态20-40) | 进给: 0.02-0.08 mm/rev | 深度: 0.5-1.0 mm (步进钻)
攻丝
速度: 15-30 r/min | 丝锥规格: M3-M20 (推荐螺旋槽丝锥)
热处理
- 退火：850-870°C炉冷至≤500°C后空冷，硬度≤255 HB
- 淬火：预热650°C，奥氏体化1000-1040°C油冷或空冷
- 回火：180-400°C回火2次，硬度58-62 HRC
表面处理
- 氮化处理 (渗氮层0.1-0.3mm，硬度1200 HV)
- PVD TiN/TiAlN涂层 (提高耐磨性)
- QPQ盐浴氮化
材料特性
- 高碳高铬成分，淬透性好，热处理变形小
- 硬度可达62 HRC，耐磨性极佳
- 韧性较低，不适合承受剧烈冲击载荷
适用场景
- 冲裁模、落料模、冷挤压模
- 冷滚丝模、拉伸模、剪切刀片
不适用场景
- 热作模具 (高温下软化快)
- 高韧性要求的零件 (如汽车结构件)
常见问题
D2模具钢对应国内什么牌号？
对应GB/T 1299标准中的Cr12Mo1V1，与JIS SKD11、DIN 1.2379等效。
D2模具钢适合五轴加工吗？
适合。五轴加工可以通过调整刀具姿态减小冲击，降低崩刃风险，提高加工表面质量。
D2模具钢加工时如何减少刀具磨损？
使用涂层硬质合金或CBN刀具，切削速度适当降低（尤其是淬火态），并配合高压冷却确保排屑和散热。
D2模具钢为什么难加工？
因为富含碳和铬，形成大量硬质碳化物，材料硬度高且韧性低，切屑呈粉末状，刀具易磨损失效。
D2模具钢需要热处理后再加工吗？
通常建议退火态（≤255 HB）进行粗加工，淬火回火至58-62 HRC后再进行精加工或电火花加工，以减小变形。