在加工模具時，由于模具應用廣泛，各種模具的工作條件差異很大，模具材料的制造范圍很廣，模具鋼是模具材料中應用最廣泛的。從碳結(jié)構(gòu)鋼、碳工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹鋼耐熱鋼到馬氏體及時鋼、粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼一般可分為冷模具鋼、熱模具鋼和塑料成型模具鋼。冷模具鋼主要用于制造冷工件壓制模具。如：冷沖壓模、冷沖壓模、冷拉深模、壓印模、冷擠壓模、螺紋壓模、粉末壓模等。冷作模具鋼范圍廣，.從各種碳工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。冷模鋼是一種真空脫氣精煉鋼，內(nèi)質(zhì)純凈，加工良好，切割顯著提高，淬火性好，空冷淬火不易淬火，耐磨性好，韌性好，可用作不銹鋼和高硬度材料的切割模具。熱模熱模鋼主要用于制造高溫工件的壓力加工模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鍛模具等。常用的熱模鋼包括：添加中高碳含量Cr、W、Mo、V合金模具鋼等合金元素；高合金奧氏體耐熱模具鋼有時用于熱作模具鋼的特殊要求。由于塑料品種多，塑料模具對塑料制品的要求也大不相同，塑料模具的制造材料性質(zhì)也不同 可以要求。因此，許多工業(yè)發(fā)達國家形成了廣泛的塑料模具鋼系列。包括碳結(jié)構(gòu)鋼、滲碳塑料模具鋼、預硬塑料模具鋼、及時硬化塑料模具鋼、耐腐蝕塑料模具鋼、易切割塑料模具鋼、整體硬化塑料模具鋼、馬氏體及時鋼、鏡面拋光塑料模具鋼等。使用性能

　　硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標。模具要想在高應力的作用下保持其形狀和尺寸不變，必須有足夠高的硬度。在室溫下，冷模鋼的硬度一般保持在HRC熱作模具鋼一般根據(jù)其工作條件保持在60左右HRC40~55范圍。對于同一鋼種，在一定硬度范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；但塑性變形抗力可能與硬度值、成分和組織相同的鋼種有明顯差異。（2）紅硬性 熱作模具在高溫下工作，需要保持其組織和性能的穩(wěn)定性，從而保持足夠高的硬度，稱為紅色硬度。碳工具鋼和低合金工具鋼通常在180~250之間℃鉻鉬熱作模具鋼一般保持在550~600的溫度范圍內(nèi)℃該性能保持在溫度范圍內(nèi)。鋼的紅硬度主要取決于鋼的化學成分和熱處理工藝。(3)抗壓屈服強度和抗壓彎曲強度 模具在使用過程中經(jīng)常受到高強度壓力和彎曲的影響，因此模具材料應具有一定的抗壓強度和抗彎強度。在許多情況下，抗壓試驗和彎曲試驗接近模具的實際工作條件（例如，模具鋼的抗壓屈服強度與沖頭工作時的變形抗力一致）。彎曲試驗的另一個優(yōu)點是應變量的絕對值很大，能更敏感地反映不同鋼種在不同熱處理和組織狀態(tài)下的變形阻力差異。模具在工作過程中承受沖擊載荷。模具鋼需要具有一定的韌性，以減少使用過程中的斷裂和坍塌。化學成分、晶粒度、純度、碳化物和夾雜物的數(shù)量、形狀、尺寸和分布，以及熱處理系統(tǒng)和金相組織，對鋼的韌性有很大的影響。特別是鋼的純度和熱處理變形對其水平韌性有更明顯的影響。鋼的韌性、強度和耐磨性往往相互矛盾。因此，應合理選擇鋼的化學成分，采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳協(xié)調(diào)。沖擊韌性表特性材料在整個沖擊過程中吸收的總能量。然而，許多工具在不同的工作條件下疲勞斷裂，因此傳統(tǒng)的沖擊韌性不能充分反映模具鋼的斷裂性能。正在采用小能量多沖擊斷裂工作或多斷裂壽命、疲勞壽命等試驗技術(shù)。除了耐熱疲勞熱的周期性變化外，抗熱疲勞熱作模具鋼也受到高溫和周期性急冷熱的影響。因此，在評價熱作模具鋼的斷裂抗力時，應注意材料的熱機械疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能指標，包括熱疲勞性能、機械疲勞裂紋膨脹率和斷裂韌性。熱疲勞性能反映了熱疲勞裂紋前材料的工作壽命、高抗熱疲勞性能和熱疲勞裂紋的熱循環(huán)；機械疲勞裂紋的膨脹率反映了各應力循環(huán)的膨脹；斷裂韌性反映了材料對現(xiàn)有裂紋的不穩(wěn)定膨脹。對于斷裂韌性高的材料，如果裂紋需要不穩(wěn)定的膨脹，則必須在裂紋尖端有足夠高的應力強度因子，即裂紋長度必須較大。模具中存在應力恒定的疲勞裂紋。若模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴展得更深，才能發(fā)生不穩(wěn)定的膨脹。也就是說，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的使用壽命；裂紋膨脹率和斷裂韌性決定了裂紋萌生后亞臨界膨脹的使用壽命。因此，為了獲得較高的使用壽命，模具材料應具有較高的耐熱疲勞性、較低的裂紋膨脹率和較高的斷裂韌性值。耐熱勞性能的指標可以用熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)量、一定熱循環(huán)后的條數(shù)和平均深度或長度來衡量。決定模具使用壽命的最重要因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當大的壓力應力和摩擦，要求模具在強摩擦下保持尺寸精度。模具磨損主要包括機械磨損、氧化磨損和熔化磨損。為提高模具鋼的耐磨性，不僅要保持模具鋼的高硬度，還要保證鋼中碳化物或其它硬化相的合理組成、形狀和分布。對于在重載和高速磨損條件下使用的模具，要求模具鋼表面形成薄而致密的氧化膜，保持潤滑，減少模具與工件之間的粘合和焊接，減少模具表面氧化造成的氧化磨損。因此，模具的工作條件對鋼的磨損有很大的影響。通過模擬試驗可以測量相對耐磨指數(shù)?，作為組織狀態(tài)下不同化學成分和耐磨性的參數(shù)。為顯示指定毛刺高度前的使用壽命，反映各種鋼材的耐磨性；試驗是Cr12MoV鋼為基準（?=1)比較。咬合抗力實際上是冷焊時的抗力。這種性能對模具材料更為重要。在干摩擦條件下，試驗工具鋼樣品和咬合材料（如奧氏體鋼）以一定速度逐漸增加載荷，當扭矩相應增加時，載荷稱為咬合臨界載荷，臨界載荷越高，咬合阻力越強。性能要求

　　球化退火溫度范圍寬，退火硬度低，波動范圍小，球化率高。2.可鍛性具有熱鍛變形抗性低、塑性好、鍛造溫度范圍寬、鍛裂冷裂低、網(wǎng)狀碳化物沉淀傾向。3.高溫加熱時，抗氧化懷好，脫碳速度慢，對加熱介質(zhì)不敏感，麻點傾向小。4.切削量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。5.淬火后，可獲得較深的淬火層，并可使用溫和的淬火介質(zhì)進行淬火。6.可磨砂輪損耗小，無燒傷極限磨削量大，對砂輪質(zhì)量和冷卻條件不敏感，不易磨損和開裂。7.淬火后表面硬度均勻高。八、淬火變形開裂傾向于常規(guī)淬火體積變化小，異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度和工件形狀不敏感。產(chǎn)品分類

　　冷作模具(1)分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。 　◆ W含碳量為0.7%-1.3%的鋼種有11種，7種碳模具鋼。 　◆ O組即油淬冷作模具鋼(俗稱油鋼)，碳量為0.85%-1.55%， 　◆ A冷作模具鋼有9種，含碳量為0.5%-2.25%。 　◆ D7種高碳高鉻冷作模具鋼，含碳量0.9%-2.5%。 　◆ S含碳量0.4%-0.6%的鋼種有7種。 　用于冷模和高速鋼（HSS組)和超高速鋼（SHSS鈷基硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金（HA組)，粉末鋼和工程陶瓷（PIM組)，碳鎢工具鋼（F組)，專用工具鋼（L組）。 　(2)冷作模具鋼的選擇 　冷作模具鋼的主要系列是高硬度冷作類，主要用于要求高耐壓性和耐磨性的模具。HRC60-62.模具硬度低于要求的抗沖擊性和高韌性HRC60- 62.主要使用S類和部分A類以及最常見的調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱模或基體鋼。鑄鐵主要用于汽車外部沖壓件等大型沖壓模具。簡單或使用壽命短的鋅基合金或聚合物復合材料。 　高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應用迅速增加。主要是高"抗壓強度/硬度" 比值。硬度可在HRC選擇60-70。 　耐磨性好，硬度低HRC60-62，應用相當多。 　碳工具鋼在沖頭或軟材料沖壓模具中仍有一定的應用范圍，使用壽命為10萬件。美國熱模鋼分為熱模鋼和超熱強合金。 　由于熱模在溫度條件下工作，要求材料具有熱強度和熱耐磨性。為保證模具的使用壽命，熱冷交替模具會開裂，即熱疲勞裂紋，因此材料需要抗裂性和耐熱疲勞性。 　根據(jù)熱強度排列的主系列選材： 　低合金調(diào)質(zhì)模具鋼(6)G，6F2，6F3）→中鉻熱作模具鋼（H11、H12、H13）→鎢熱作模具鋼（H21，H22）。 　非標準熱作模具鋼：如熱鍛模具時效硬化型6H4。使用H11、H12、H當13不能滿足熱耐磨性時，可選擇6H1，6H2。 　當模具需要熱耐磨性時，可以選擇D2，D4→M2，M4→粉末鋼。鋼結(jié)硬質(zhì)合金和鈷基硬質(zhì)合金的高溫耐磨性很高，但其熱疲勞（即冷熱抗疲勞裂紋）很差，不能在緊急、冷、熱狀態(tài)下使用。美國是第一個在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國家，主要由P表示，分為五類。◆ 滲碳塑料模具鋼：P1，P2，P3，P4，P5，P6.這種鋼含碳量很低，主要是在美國早期，采用擠壓成型方法，需要良好的冷塑性，擠壓性能高，表面硬度提高，使用壽命長。在淬火過程中，芯部的超低碳可以減少變形。◆調(diào)質(zhì)塑料模具：P20，P21。P在塑料模具中消耗量大，已成為主體，多用于預硬狀態(tài)。◆ 熱固性塑料模具采用中碳合金工具鋼H13，而L2和S7，OA也有應用。這一類的特點是： 　 (1)基本屬于二次硬化金鋼，500-600oC熱強度好。 　(2)鉻含量高，大氣腐蝕性好。 　(3)淬透性極佳，適用于大模塊。◆耐腐蝕性要求高的塑料模具采用不銹鋼，主要鋼號為420、414L，440，416。◆及時處理后，及時鋼具有較高的使用性能。有兩種，一種是P21低碳Ni-A時效鋼；另一種是18Ni馬氏體時效鋼。后者是航天工業(yè)無碳高純度、高強度、高韌性的材料。用于機械性能、尺寸精度、光潔度和耐腐蝕性要求高的塑料模具。塑料模具鋼的選擇 :當生產(chǎn)批量小于10萬件時，使用薄壁塑料箱P20，P21預硬態(tài)（HB414L。普通塑料模具使用壽命高P6或P20，碳化淬火后硬度為HRC54-58；當塑料件不太大時，可以使用O1，S7。420在腐蝕性強20。非高溫熱固性模具P6，P20經(jīng)滲碳淬火后使用。420腐蝕性強。高溫熱固性塑料模具H13和S7或滲碳鋼P4.鉻含量高，抗回火性好，抗高溫氧化性好。塑料模具塑料模具鋼分為五類塑料模具鋼：預硬普通塑料模具鋼、預硬優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼、預硬高硬度塑料模具鋼、預硬防腐鏡塑料模具鋼、防腐鏡塑料模具鋼　模具類別在美國SPI-SPE 標準分為以下類別.一. 101 類模(SPI-SPE 標準1,000,000 啤或以上,長期精密生產(chǎn)模具1. 需要詳細的模具結(jié)構(gòu)圖.2. 模胚材料硬度最低 280BN.(DME #2 鋼 / 4140 鋼)3. 帶膠位的內(nèi)模鋼必須硬到 48~50HRC.行位、壓鎖、壓條等其他部件也應為硬件.4. 頂板應有導柱.5. 行位要有硬片6. 如有必要，上模，溫度控制應控制下模和行位.7. 建議使用無電浸鎳或420 不銹鋼模板.防銹和清潔

　　垃圾.8. 需要直鎖或斜鎖.二. 102 類模. (啤酒不超過100萬，大量生產(chǎn)模具.)1. 需要詳細的模具結(jié)構(gòu)圖.2. 模胚材料硬度最低 280BHN.(DME #2 鋼 / 4140 鋼)3. 帶膠位的內(nèi)模鋼硬到最低 48~52HRC,其他有用部件也應同時處理.4. 建議使用直鎖或斜鎖.5. 可能或不需要以下項目.這取決于最終產(chǎn)量.報價時建議檢查以下項目：A. 頂針板導柱.B. 行位硬片.C. 電鍍運水孔.D. 電鍍模腔.三. 103 類模(不到50萬啤，中量生產(chǎn)模.)1. 需要詳細的模具結(jié)構(gòu)圖.2. 模胚材料硬度最小 165BHN. (DME #1 鋼 / 1040 鋼)3. 內(nèi)模鋼材為 P20(28~32HRC)或高硬度(36~38HRC).4. 其它要求取決于需要.四. 104 類模(不到10萬啤，少量生產(chǎn)模具)1. 需要模具結(jié)構(gòu)圖.2. 模胚材料 P20(28~32HRC)軟鋼或鋁.(1040 鋼)3. 鋁、軟鋼或其他金屬可用于內(nèi)模.4. 其它要求取決于需要.五. 105 類模. (少於500 第一模或試驗模)1. 只要有足夠的強度，至少可以生產(chǎn)鋁鑄鐵、環(huán)氧樹脂或任何材料的測試數(shù)量

　　在模具生產(chǎn)成本中，材料成本一般占10%~20%，而機械加工、熱處理、裝配和管理成本占80%以上。因此，模具的工藝性能是影響模具生產(chǎn)成本和制造難度的主要因素之一。因此，模具的工藝性能是影響模具生產(chǎn)成本和制造難度的主要因素之一。熱加工性能是指熱塑性、加工溫度范圍等。冷加工性能是指切割、研磨、拋光、冷拉等加工性能。冷模鋼多為過分析鋼和萊氏體鋼，熱加工和冷加工性能不太好，必須嚴格控制熱加工和冷加工的工藝參數(shù)，避免缺陷和浪費。另一方面，通過提高鋼的純度，降低有害雜質(zhì)的含量，提高鋼的組織狀態(tài)，提高鋼的熱加工和冷加工性能，降低模具的生產(chǎn)成本。自20世紀30年代以來，研究增加了模具鋼，以提高模具鋼的冷加工性能S、Pb、Ca、Te為了進一步提高其切削性能和磨削性能，降低刀具磨料的消耗和成本，開發(fā)了導致模具鋼中碳的各種化元素。淬火主要取決于鋼的化學成分和淬火前的原始組織狀態(tài)；淬火主要取決于鋼的碳含量。淬火通常是大多數(shù)冷模具鋼的主要考慮因素之一。對于熱模鋼和塑料模鋼，一般模具尺寸較大，特別是制造大型模具，其淬火更為重要。此外，對于各種形狀復雜、易發(fā)生熱處理變形的模具，通常使用空冷、油冷或鹽浴冷卻等冷卻能力較弱的淬火介質(zhì)，以減少淬火變形。使用具有良好淬火性能的模具鋼，以獲得所需的硬度和淬火層深度。為便于生產(chǎn)，模具鋼淬火溫度范圍應盡可能放寬，特別是當模具采用火焰加熱局部淬火時，由于難以準確測量和控制溫度，模具鋼淬火溫度范圍應較寬。模具在熱處理中，特別是在淬火過程中，產(chǎn)生體積變化、形狀翹曲、畸變等，為保證模具質(zhì)量，模具鋼熱處理變形小，特別是對復雜精密模具，淬火后難以修復，熱處理變形程度較高，應選擇微變形模具鋼。氧化脫碳會降低其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命；因此，模具鋼需要良好的氧化脫碳敏感性。對于含鉬量高的模具鋼，由于氧化脫碳敏感性強，需要采用真空熱處理、可控大氣熱處理、鹽浴熱處理等特殊熱處理。常用模具

　　塑膠模具鋼MEK 4 塑料模具耐磨性高，韌性高X13T6W (236) 高耐磨高耐腐蝕鏡模具X13T6W(236H) 高耐磨高耐腐蝕鏡模具熱工具鋼 SMV3W 壓鑄模、擠壓模、塑料模ADC 3 壓鑄模,擠壓模具鋼 718S 718塑料模內(nèi)模H 塑料模內(nèi)模S136 耐腐蝕鏡面模具S136H 耐腐蝕鏡面模具OPTIMAX 不銹鋼模具的光學鏡面ELMAX 高耐磨耐腐蝕塑料模具CORRAX S336 高耐腐蝕塑料模具RAMAX 168 耐腐蝕塑料模具易切割CALMAX 635 鋼冷作和塑料模熱工具 8407 金屬壓鑄,擠壓模冷工具鋼 DF2 耐磨油鋼微變形，冷沖壓模具XW42 冷擠成型模，精密五金模V10 高壽命精密沖壓模具鋼 P×88 一般塑料模具拋光性能好NAK55 高性能塑料模具，橡膠模NAK80 高拋光鏡塑料模具S-STAR高鏡耐腐蝕模具S-STAR(A) 高鏡耐腐蝕模具熱作工具鋼 DH31-SUPER 擠壓模冷工具鋼金屬壓鑄 YK30 沖裁模，彎曲模GOA 冷壓加工、沖裁模、成型模具DC11 冷擠壓成型，拉伸模DC53 冷擠壓成型，拉伸模，沖裁模塑膠模具鋼 P20HH 塑膠模P20LQ 塑料模具鋼 LKM 638 一般塑料模具、模架、下模LKM 2311 一般塑料模具、模架、下模LKM 2312 一般塑料模具、模架、下模LKM 738 一般塑料模具、模架、下模LKM 738H 一般塑料模具，模架，下模件LKM 818H 內(nèi)鑲件拋光度高，要求高LKM 2711 大型塑料模具硬度高，韌性高LKM 2083 拋光塑料模具耐酸性好LKM 2083H 防酸一般拋光塑料模具LKM 2316A 高酸塑料模具LKM 2316 高酸塑料模具LKM 2316ESR 高酸塑料模具熱作工具鋼 LKM 2344 金屬壓鑄,擠壓模LKM 2344SUPER 擠壓模冷工具鋼金屬壓鑄 LKM 2510 耐磨油鋼微變形LKM 2379 高耐磨油鋼微變形LKM 2767 耐磨鋼微變形塑料模具鋼 MUP 塑料模具鋼 PORCERAX II PM-35 塑料及壓鑄模，透氣鋼合金鈹銅 MOLDMAX MM40 模芯合金銅需要快速冷卻 HIT75 MOD 鑲嵌純紅銅的模芯需要快速冷卻 C1100P 銅公工件電蝕純紅銅 C1100P 銅公工件合金鋁 6061-T6/T651 吹塑模、吸塑模、鞋模、發(fā)泡模6061-T6511 吹塑模，吸塑模，鞋模，發(fā)泡模7075-T651合金鋼7022-T651黃牌中碳鋼S50C-S55C舞陽718優(yōu)質(zhì)高速鋼塑模具 SKH-9/SKH-51粉末高速鋼ASP-23/ASP-60底碳鋼A3中碳鋼45#鋼牌號

　　序 號

　　日立金屬材料 牌號

　　序 號

　　日立金屬股份 牌號

　　2.1

　　Cr12鋼

　　2.17

　　4CrW2Si鋼

　　2.2

　　Cr12Mo1V1鋼(冷模鋼，SKD11）

　　2.18

　　5CrW2Si鋼

　　2.3

　　Cr12Mo1V鋼 (冷工具鋼)

　　2.19

　　6Crw2Si鋼

　　展開全部序 號

　　日本大同金屬材料 牌號

　　序 號

　　瑞典一勝百 牌號

　　序號

　　奧地利百祿 牌號

　　序號

　　國內(nèi)優(yōu)質(zhì)鋼種 牌號

　　3.1

　　DHA1鋼

　　4.1

　　8402鋼

　　5.1

　　W330鋼

　　6.1

　　4Cr5MoSiV1 鋼

　　3.2

　　DH21鋼

　　4.2

　　8407鋼

　　5.2

　　W302鋼

　　6.2

　　5CrMnMo 鋼

　　3.3

　　DH31-S鋼

　　4.3

　　QRO-90鋼

　　5.3

　　W303鋼

　　6.3

　　5CrNiMo 鋼

　　概況動向

　　3.1 模具鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展模具是工業(yè)發(fā)展的基石，為了降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，提高材料利用率，節(jié)約能源，各種模具成型廣泛應用于世界各地的制造業(yè)：該工藝取代了傳統(tǒng)的切割工藝。機械制造、電子工業(yè)、輕工業(yè)等工業(yè)部門約60%~80%的產(chǎn)品采用模具成型。機械制造、電子工業(yè)、輕工業(yè)等工業(yè)部門約60%~80%的產(chǎn)品采用模具成型。許多產(chǎn)品的質(zhì)量、尺寸精度、表面粗糙度、更新速度和成本在很大程度上取決于模具的質(zhì)量、使用壽命和制造周期。模具鋼作為主要的模具材料，是模具制造的基礎(chǔ)。隨著模具行業(yè)的快速發(fā)展，對模具鋼的數(shù)量、質(zhì)量、品種、規(guī)格、性能等方面的要求越來越高。國內(nèi)外模具鋼的生產(chǎn)、生產(chǎn)技術(shù)、工藝設(shè)備、質(zhì)量、品種等方面都取得了較快的發(fā)展。3.1.1 近20年來，模具鋼產(chǎn)量迅速增長，領(lǐng)先于其他鋼材。合金工具鋼約占模具鋼產(chǎn)量的80%。中國模具鋼的產(chǎn)量早已躋身世界前列。3.1.2 隨著模具工作條件的惡化，各國在原有冷模具鋼、熱模具鋼和塑料模具鋼的基礎(chǔ)上開發(fā)了許多新鋼，以滿足新的要求。