隨著汽車企業(yè)對(duì)車身質(zhì)量要求的提高，大量高強(qiáng)度鋼板開始應(yīng)用于汽車車身零件，這給模具制造企業(yè)提出了不小的難題，特別是高強(qiáng)度鋼板沖壓模具的模具材料選擇問題。

隨著汽車安全性要求的提高，以及嚴(yán)格的汽車碰撞法規(guī)的實(shí)施，使得高強(qiáng)度鋼板（Advanced High Strength Steel，AHSS）在汽車車身制造中得到了大范圍地應(yīng)用。在對(duì)這些高強(qiáng)度鋼板的成形加工中，導(dǎo)致了沖壓模具表面的接觸壓力的急劇增加，造成模具材料加速失效。這些增加的接觸壓力將使沖壓模具變得十分危險(xiǎn)。

美國(guó)福特汽車公司在其新車型FORD 500的生產(chǎn)中，就遇到了這樣的問題，因?yàn)樵撥囆蛙嚿泶罅康厥褂昧撕?.8mm的DP600高強(qiáng)度鋼板。福特高強(qiáng)度鋼板技術(shù)和模具制造專家Darry Young表示，許多汽車沖壓生產(chǎn)者曾經(jīng)嘗試使用已有的沖壓模具試沖雙相的高強(qiáng)度鋼板，但是發(fā)生了很多問題，例如材料失效。沖壓結(jié)果報(bào)告顯示在試沖過程中發(fā)生了涂層剝落、拉延圓角嚴(yán)重劃痕、拉延筋塑性變形、模具型面突出部分開裂、切邊刀口崩刃和磨損，以及沖頭折斷等不良現(xiàn)象。這些失效、磨損、疲勞開裂和塑性變形，不僅是由于接觸壓力的增加所導(dǎo)致，而且還是由于試模期間大量的堆焊所引起的。這些將導(dǎo)致堆焊的軟化區(qū)、脆性區(qū)和殘余應(yīng)力區(qū)的存在，從而降低模具的使用性能。

為了尋求解決方案，Darry Young咨詢了瑞典專業(yè)模具材料提供商Uddeholm，并得到了用于AHSS鋼板切邊和拉延的兩種材料。

切邊模具

在Darry Young開始專心于新的DP600切邊和拉延沖壓模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，DP600 1.8mm零件的簡(jiǎn)易沖壓模具只能按照已有的模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制造。當(dāng)然，在試沖過程中也出現(xiàn)了種種問題。通常對(duì)于采用鍛鋼材料制造的模具，提高模具壽命的傳統(tǒng)方法是用較高合金的材料代替較低合金的材料，例如，用D2代替S7，但是D2材料被證明是難以焊接和機(jī)加工的。經(jīng)過多方調(diào)研考察選擇，最終福特公司獲得了易于焊接和加工的基體鋼――Caldie工具鋼，用于切邊模刀塊。該材料是一種Cr-Mo-V合金工具鋼，具有很好的抗崩刃、抗開裂性能，同時(shí)在高溫回火以后，具有高于HRC60的硬度。Darry Young表示，這種材料回火后的硬度是一種理想的涂層基礎(chǔ)和基體，避免了涂層過程中的軟化問題。而且具有高硬度涂層的Caldie，在抗磨損性能上的表現(xiàn)，要大大好于D2。

使用帶有TiCN涂層的Caldie為切邊模材料，加工DP600門檻加強(qiáng)板

最終福特公司在Caldie的切邊模上使用了PVD TiCN涂層，經(jīng)過一年的生產(chǎn)，該模具進(jìn)行了25萬次的沖裁，沒有出現(xiàn)因模具故障停機(jī)，零件毛刺良好，刀口也沒有進(jìn)行維修。

拉伸模具

同樣在拉伸DP600時(shí)，拉延模采用的常用鑄造材料，不能在拉延時(shí)對(duì)材料形成有效支撐，包括非常普遍使用的G3500和D5506，甚至是典型的升級(jí)材料S0050A。于是，福特公司不得不再次采用了Uddeholm提供的另外一種新的鑄造材料――Carmo Granshots鑄鋼。Granshots是一種預(yù)先在鋼廠配制好合金成分的，并經(jīng)過提煉和去除雜質(zhì)的鑄造材料，顆粒化的基體組織有助于快速熔化和節(jié)約能源，鑄造過程中不需要添加任何合金成分。Darry Young說道：“我們采用了這種鑄鋼，因?yàn)樗募儍舳群途鶆蚝侠淼某煞峙浔龋沟描T件的拋光性能和抗開裂性能非常優(yōu)異。”

至今，福特公司已制造了6套使用Carmo Granshots的拉延模，加之Caldie切邊模，這些將作為福特公司新的模具設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)。