1.2109 工具钢：高精度冷作模具的核心材料
一、材料概述
1.2109 是一种高碳冷作合金工具钢，对应德标牌号 125CrSi5，执行国际标准 EN ISO 4957:2000。其化学成分以碳（1.20–1.30%）、硅（1.05–1.25%）、铬（1.10–1.30%）为核心，辅以锰（0.60–0.80%）等元素。通过电渣重熔（ESR）或真空脱气（VD）技术冶炼，确保组织纯净均匀，适用于高负荷、高精度的工模具制造。
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二、核心性能优势
- 1.
- 高硬度与耐磨性
- 淬火+低温回火后硬度达 58–62 HRC，高碳含量与铬碳化物形成硬质相，显著提升抗磨损性能，延长工具寿命 30% 以上。
- 2.
- 强韧性平衡
- 抗拉强度 ≥1200 MPa，屈服强度 ≥1000 MPa，同时保持伸长率 ≥12%、断面收缩率 ≥35%，兼顾抗冲击能力，避免脆性断裂。
- 3.
- 工艺适应性
- •
- 热稳定性：热导率约 30 W/(m·K)，高温下尺寸变形小。
- •
- 淬透性：油淬或空冷均可实现充分硬化，适应复杂形状工件。
- •
- 加工性：退火态硬度 ≤229 HBW，易于车削、铣削等机加工。
三、热处理工艺关键
- 1.
- 预备热处理（球化退火）
- 温度 720–740℃ 保温 2–4 小时，炉冷至 500℃ 后空冷，获得球状珠光体组织，硬度降至 220–230 HBW，优化切削加工性。
- 2.
- 最终热处理
- •
- 淬火：850–880℃ 油冷或分级淬火，硬度 ≥60 HRC，减少变形风险。
- •
- 回火：180–220℃ 保温 1–2 小时，空冷。严禁 250℃ 回火（易致脆性），回火后硬度稳定在 58–62 HRC。
四、工业应用领域
- 1.
- 冷作模具
- •
- 冲压/拉伸模：汽车车门、窗框等钣金件成形，承受高周期负荷。
- •
- 冷镦/冲孔模：制造螺栓、螺钉等紧固件，耐磨性提升模具寿命。
- 2.
- 切削工具与量具
- •
- 刀具：车刀、钻头、铣刀，适用于金属、塑料、木材精密加工。
- •
- 量具：千分尺、卡尺等，高尺寸稳定性确保 ±0.001 mm 测量精度。
- 3.
- 机械关键部件
- 发动机阀门、轴类、齿轮等高负荷零件，以及气锤活塞、穿孔工具等耐冲击部件。
五、加工与表面处理技术
- •
- 锻造：始锻 1050–1100℃，终锻 ≥850℃，缓冷（砂冷/坑冷）防止裂纹。
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- 精加工：淬火后磨削、抛光，实现 Ra ≤0.2 μm 表面光洁度，提升配合精度。
- •
- 表面强化：氮化或镀铬处理，表面硬度可达 70 HRC，进一步延长服役周期。
六、未来应用前景
随着高端制造业向大型化、精密化发展，1.2109 钢在 半导体封装模具、高精度冲压模具领域的潜力显著。其预硬态供应可省去热处理工序，降低制造成本 15–20%，同时通过表面强化技术（如氮化）进一步提升极限工况下的耐磨性，成为汽车、电子、精密机械行业不可替代的核心材料。
