合金冷作模具鋼－特性與牌號
冷作合金工具鋼由於其化學成分（Cr-鉻、W-鎢、Mo-鉬、V-釩），具有良好的淬透性，並能提高其抗扭轉、抗彎曲和耐磨性能。特別是含碳量約2%、鉻含量約12%的鋼種，具有極高的耐磨性。含碳量為0,40%～0,55%的鋼材用於製造承受動態負荷的工具。含碳量0,75%～2,10%的鋼材用於製造某些切削刀具、滾輪等。
冷作用合金工具鋼－用途與應用
合金冷作鋼是工具鋼中種類最多、品種最繁雜的一類，包含數百種牌號，在不同國家都有使用和生產。根據典型應用的不同，它們的碳含量變化範圍非常廣；對於工具鋼而言，其碳含量通常為：
— 具有特別高的耐磨性 1,3÷2,5% C
— 削減 1,0÷1,3% C
— 冷塑加工溫度為 0,8÷1,1% C
— 抗衝擊性 0,4÷06% C
— 用於塑膠加工 0,1÷0,4%
由於碳素工具鋼的淬透性較低，因此只能用於截面較小、載重較低的冷作工具，例如N9E和N10E牌號。合金元素的引入顯著拓寬了冷作工具鋼的應用範圍。這些鋼材在加工過程中溫度不會超過200 ℃，改善了此類鋼材的典型功能特性：耐磨性、延展性和衝擊強度、抗變形和抗翹曲性以及淬透性。
決定該組絕大多數鋼材性能的主要元素是碳和鉻，它們的含量變化範圍非常大。
鉬和鎢的添加也很重要，儘管它們特別顯著的作用（提高高溫強度）在本組中並未充分利用。然而，透過延緩回火過程，這些元素允許使用更高的回火溫度並降低應力。最後，許多牌號中添加了釩，有些牌號中添加了錳、鎳和矽，以獲得更細的晶粒尺寸，提高淬透性、延展性或回火強度。
合金冷作鋼的研發、化學成分優化和應用開發尚未完成；各國生產的合金冷作鋼種類差異顯著。這種差異在比較歐洲國家和美國生產的鋼材時尤其明顯，歐洲和美國傾向於更廣泛地使用合金元素含量較高的鋼種（大量鋼材的鉻含量約為5%至12%，釩含量也非常高：4-5%）。
此外，目前還存在一種趨勢，即逐步淘汰鎳，並用鉬取代鎢，以降低鋼鐵生產成本並提高其淬透性。除了標準中常見的傳統鋼種外，其他一些鋼種有時也用於冷加工工具，例如高速鋼、低碳馬氏體鋼，甚至耐腐蝕鋼。
根據PN值，鋼材分為4組。
合金冷作工具鋼用於生產在操作過程中可能會發熱，但在環境溫度下加工材料的工具。
這些工具包括絲錐、模具、鉸刀、鋸片和其他在操作過程中僅略微發熱的工具，以及冷成型工具、鑿子、氣錘等，還有冷加工模具、量規和測量工具。雖然沒有正式的分類，但它們可以大致分為以下四類：
我——物種：NCV1、NW1 及其他
II — 物種：NC4、NC6、NC4S、NCMS、NWC、NMV
III — 等級：NC10、NC11 等。
IV — 種類：NZ2、NZ3、NPW 等。
第一組
包括硬度相對較低的牌號，適用於水淬，用於低速切削刀具。
第二組
這包括淬透性顯著更高的鋼材牌號，專為油淬而設計。它們也用於製造切削刀具（切削速度有限），並且由於淬硬後尺寸變化小，還可用於製造其他工具，例如模具、基體和量規。
第三組
其中包括高碳高鉻鋼。這些鋼材具有極高的淬透性和耐磨性，常用於製造切割模、冷作模、量規等。
第四組鋼材
與前三組鋼材相比，它們的碳含量較低。這些鋼材耐重複衝擊和碰撞，可用於製造氣動鎚工具（鑿子、鉚釘槍）、剪切刀、沖頭等，也可用於製造熱加工工具。
充滿攻擊性的環境
由於其預期用途，合金冷作模具鋼不適用於腐蝕性更強的惡劣環境。
應考慮到，在運輸和儲存由這些鋼材製成的產品時，它們可能會暴露在濕度不一的環境中，其中可能混有工業氣體，例如 SO₂ 、 H₂S 、 CO₂等。此外，工具本身可能會頻繁接觸油水乳液環境，造成很高的腐蝕風險。
這些鋼材的化學成分主要是為了確保其具有合適的製程性能而選擇的，因此，向其中添加少量合金成分並不能提高其對大氣腐蝕的抵抗力。
只有含鉻量為 11-13% 的合金工具鋼（NC10、NC11、NC11LV 和 NCWV）才能在上述環境中表現出良好的耐腐蝕性，耐腐蝕性越高，工具的表面狀況越好。
拋光後的工具無需特殊防腐處理即可使用。含鉻量不超過1,6%的不同等級工具鋼由於化學成分不同，其耐大氣腐蝕性能可能略有差異。然而，這些差異非常小，因此無法將這些等級的鋼材區分為耐腐蝕性能更佳的鋼材。
合金工具鋼的焊接
由於不同牌號合金冷作模具鋼的化學成分不同，其焊接性能非常有限。只有在特殊情況下，例如維修時，才適合將其與其他類型的鋼材連接起來。
然而，焊接需要採用專門的技術。焊接方法、接頭形狀、填充金屬以及焊前焊後熱處理的選擇，應根據被連接材料的類型、厚度、所需的接頭性能以及工作條件來確定。焊縫，尤其是在熱處理之後，其性能將與被連接材料的性能有所不同。
硬面
刀具在運作過程中受到磨損的表面可以進行硬面堆焊，硬面堆焊既可以用於製造新刀具，也可以用於修復磨損的刀具。
表面處理方法、表面處理前的表面處理方法、填充金屬的類型以及表面處理前、處理中或處理後的熱處理，應根據被表面處理材料的類型及其狀態、工具操作的性質以及表面處理的位置和形狀來確定。
由於焊縫沉積物的化學成分與被焊材料的化學成分不同，因此在對焊接工具進行熱處理時應考慮這一點。尤其是在選擇熱處理溫度時，必須考慮其對焊接材料性能的影響。
電阻焊或摩擦焊可用於連接不同等級的鋼材。然而，必須選擇合適的焊接條件以及焊接前和焊後熱處理。電阻閃光焊或摩擦焊方法常用於連接棒材。焊接接頭的性能與被連接材料的性能相似，並且可以進行與被連接材料相同的熱處理。
合金鋼的連接
也可以將不同類型的鋼連接起來，特別是合金冷作工具鋼與碳鋼，主要用於生產柄部工具，例如鑽頭、鉸刀、絲錐、銑刀等，其中夾持部分由碳鋼製成，工作部分由工具鋼製成。
鉻含量低於1,5%的鋼材可採用氧乙炔切割或等離子切割。鉻含量較高的鋼材只能採用等離子切割。切割前，工件必須預熱，預熱溫度取決於被切割材料的種類和厚度。
在牌號中，字母N表示冷作模具鋼，第二個字母（與熱作模具鋼的情況一樣）表示合金成分或成分組：
M – 錳
S – 矽
C – Chrome
N – 鎳
L – 鉬
V – 釩
W – 鎢
K – 鈷
P – 鎳+鉻+鎢
Z – 鎢 + 釩 + 矽 + 鉻
B – Bor
第三部分是一個數字（位於等級名稱的中間或末尾），它根據鋼材數量的差異對鋼材進行分類。
合金元素和碳的含量，或對於具有相同合金元素的鋼材來說，這些等級是不同的，例如 NC6-NC10、NZ2-NZ3。
例如，鋼材標記 NPW 是一種冷作模具鋼，含有鉻、鎳、釩和鎢。
PN 級冷作鋼
NC6 – 鉻釩鋼
NPW－鎳鉻鎢鎢鋼
NCMS – 鉻錳矽鋼
NWC——鎢鉻錳合金
NZ3 – 鎢鉻矽釩鋼
NMV——錳釩鋼
NC11LV – 鉻鉬釩鋼
其他工具鋼