模具鋼大（dà）致可（kě）分為：冷軋模具鋼、熱軋模具鋼和塑料模具鋼三類，用於鍛造、衝（chōng）壓、切型（xíng）、壓（yā）鑄等。由於各種模具用途不同（tóng），工作條件複雜（zá），因此（cǐ）對模具用鋼，按其（qí）所製造模具的工作條件，應具有（yǒu）高（gāo）的硬度、強（qiáng）度、耐磨性，足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由於這類用途不同，工作條件複雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。

冷軋模具包括冷衝模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模（mó）、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具用（yòng）鋼，按其所製造具的工作條件，應具有高的硬度、強度（dù）、耐磨性、足夠的（de）韌性，以及高（gāo）的（de）淬透性、淬（cuì）硬性（xìng）和其他工藝性能。用於這類用途（tú）的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼，碳質量（liàng）分數在0.80%以上，鉻是這類鋼的重（chóng）要合金（jīn）元素，其質量（liàng）分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高，淬火後變形（xíng）很小模（mó）具用鋼，最高鉻質量分數可（kě）達13%，並且為了（le）形成大量碳化物，鋼中碳質量分數也很高（gāo），最高（gāo）可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量（liàng）較高，其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼（gāng）類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧（chuàn）鋼等。

熱軋模具分為錘（chuí）鍛、模鍛、擠壓（yā）和壓鑄幾（jǐ）種主要類型，包括熱鍛模、壓力機鍛模、衝壓（yā）模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力（lì）外，還要承受（shòu）反複受熱和冷卻的做用，而引起很大的熱應力（lì）。熱作模具鋼除應具有高（gāo）的硬度、強度、紅硬（yìng）性、耐磨性和韌性外，還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱（rè）性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性（xìng），以保證整個截麵（miàn）具有（yǒu）一致的力學性能。對於壓（yā）鑄模用（yòng）鋼，還（hái）應具有表麵層經反（fǎn）複受熱（rè）和冷卻不產生裂紋，以及經受液態金屬流的衝擊和侵蝕的性能。這類鋼一般（bān）屬於中碳（tàn）合金鋼（gāng），碳質量分數在0.30%~0.60%，屬於（yú）亞（yà）共（gòng）析鋼，也有一部分鋼由於加入較多的合金元素（如鎢、鉬、釩等）而（ér）成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢（wū）鋼（gāng）等。

塑料模具（jù）包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要（yào）求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定（dìng）性和耐蝕性等性能。此外，還要求具有良好的（de）工藝（yì）性，如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋（pāo）光性能好、補焊性能好（hǎo）、粗糙度（dù）高、導熱性好和工作條件（jiàn）尺寸和形狀穩定等。一般情況下（xià），注射成形或擠壓（yā）成形模（mó）具可選（xuǎn）用熱作模具鋼；熱固性成（chéng）形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。

分類

美國按模具服役條件將模具鋼（gāng）分為四大類，美國金屬學會工具鋼委員會列出了：冷（lěng）作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模（mó）具鋼、塑膠模具鋼等四大類。其中，冷（lěng）作模具鋼又分出12小類，熱作模具鋼9小類，塑料模具鋼2小類，塑膠模具鋼5小類。每個小類的選材又取決於（yú）三個主（zhǔ）要因素：

◆ 尺寸大小和形狀的複（fù）雜性，

◆ 被加工（gōng）的材料，

◆ 耐久性要求或設計壽命。

冷作模具鋼

（1）分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。

◆ W組即水淬模具鋼，有11個鋼種，7個碳（tàn）素模具鋼，含碳量從0.7%-1.3%。

◆ O組即油淬冷作（zuò）模（mó）具鋼（俗稱油鋼），有4個鋼（gāng）種，含（hán）碳量在0.85%-1.55%，

◆ A組即空淬中合金冷作模具鋼（gāng），有9個鋼種，含碳量從（cóng）0.5%-2.25%。

◆ D組即高碳高鉻冷作模具（jù）鋼，有7個鋼種（zhǒng），含碳量0.9%-2.5%。

◆ S組即耐衝擊工（gōng）具鋼（gāng），有7個鋼種，含碳量（liàng）0.4%-0.6%。

用於冷作模具還有（yǒu）高速鋼（HSS組）和超高速鋼（SHSS組），鈷基硬質合金和鋼結硬質合（hé）金（HA組），粉（fěn）末鋼和工程陶瓷（PIM組），碳鎢工具鋼（F組），特殊用途（tú）工具鋼（L組）。

（2）冷軋（zhá）模具（jù）鋼的選（xuǎn）用

冷軋模具鋼的主係列是高硬冷作類，主要用（yòng）於要求（qiú）高抗壓和耐（nài）磨為主的模具，硬度（dù）高於HRC60-62。對於要求耐衝擊、韌性高的（de）模（mó）具，硬度低於HRC60- 62，主要（yào）用S類和部份A類和（hé）最普通的調質鋼（gāng）、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對於大型衝壓模，如汽車外型衝壓件，主要用鑄鐵類（lèi）。簡易或（huò）壽命數量少的用鋅基合金或高分（fèn）子複合材料。

高速鋼和超高速（sù）鋼在冷作模具中的應用迅速增長。主要是有（yǒu）高（gāo）的"抗壓強度/硬度" 比（bǐ）值。且硬度可在HRC60-70之間選（xuǎn）擇。

粉末模具鋼有（yǒu）優（yōu）良（liáng）的耐磨壽命，硬度不大高HRC60-62，應用相當（dāng）多。

碳素（sù）工具鋼在壽命10萬件（jiàn）的衝頭或軟材料衝壓模（mó）仍有一定（dìng）的應用範圍。

熱軋模具鋼

美國熱軋模具鋼分（fèn）二大類：熱軋模具鋼，和超級熱強合金。

熱軋模具由於（yú）在有溫度的條件下工作，要求材料具有（yǒu）熱強性和熱耐磨（mó）性，為了保（bǎo）證模具的使用壽命模具要冷（lěng）卻，熱冷交替模具會出現龜裂，即熱疲勞裂紋，所以材料又要求有（yǒu）抗裂（liè）紋能（néng）力和抗熱疲勞性能。

按熱強性排列（liè）的主係列進行選材（cái）:

低合金調質模（mó）具鋼（6G，6F2，6F3）→中鉻（gè）熱作模具鋼（H11、H12、H13）→鎢熱作模具鋼（gāng）（H21，H22）。

非標準的熱作模具鋼：例如熱鐓鍛（duàn）模具用時效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現了不能滿足熱耐磨性時，可以選擇6H1，6H2。

當要（yào）求模具以熱作耐磨性為主時，可以選擇D2，D4→M2，M4→粉末鋼。鋼（gāng）結硬質合金（jīn）、鈷基硬質合金的（de）高溫耐磨性是很高的，但其熱疲勞性（即冷熱抗疲勞裂紋）很差，不能在急冷急熱狀態下使用。

塑料模具鋼

美（měi）國是最（zuì）早在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國家（jiā），以P來表示為主，共分為（wéi）五類。

◆ 滲碳型塑料模具鋼：P1，P2，P3，P4，P5，P6。這（zhè）類鋼含碳（tàn）量很低，主要是美國早期及用擠壓成型製模法，要求冷塑性（xìng）好，有高的擠壓性能，成型後表麵滲碳淬火提（tí）高表麵硬度，使用壽命長。芯部（bù）超低碳可使淬火時變形（xíng）量最小。

◆調質型塑料模具：P20，P21。塑料模具中P20的用（yòng）量很大，已成（chéng）為主體，大多數在預硬狀態時使用。

◆ 中碳合金（jīn）工具鋼用於熱固性塑料模。鋼號有H13，而L2和S7，O1和A2也有（yǒu）應用。這一類的特點是：

（1）基本屬（shǔ）二次硬化金鋼，500-600oC時的熱強性好。

（2）含鉻較高，大氣腐蝕性好。

（3）淬透性極好，適用於大模塊。

◆不鏽鋼用於耐蝕（shí）性要求高的塑料模，主要鋼號有420，414L，440，416。

◆時效鋼是經過時效處理而獲得高的使用（yòng）性能。有兩種，一（yī）種是P21低碳Ni-A1時效鋼；另一類是18Ni馬氏體時效鋼。後者是用於宇航工業的無碳高（gāo）純度、高強度、高韌性的材料。用於力學性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模（mó）具中。

塑料模具鋼的選用

薄（báo）壁的塑料箱（xiāng）體，生產批量在小於10萬件（jiàn）時，用P20，P21預硬態（tài）（HB250～300），腐蝕性較強時用414L。

高壽命的普通塑料（liào）模，用P6或P20，經滲碳一淬火後硬度（dù）在HRC54-58；塑料（liào）件不太大（dà）時，可用O1，S7。腐蝕（shí）性較強時用420。

非高溫（wēn）的熱（rè）固性模用（yòng）P6，P20經滲碳淬火後使用。腐蝕性強用420。

高溫熱固性塑料模用H13和S7或滲碳鋼P4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性（xìng）。

塑（sù）膠模具鋼

塑膠模具鋼分預硬普通塑膠模（mó）具鋼,預硬優質塑膠模具鋼,預硬高硬（yìng）度塑膠（jiāo）模具鋼（gāng）,預硬（yìng）抗腐鏡麵塑（sù）膠模具鋼,抗腐鏡（jìng）麵塑膠模具鋼5小類塑膠模具（jù）鋼（gāng）質量等（děng）級分配

模具類別以美國SPI-SPE 為標準分（fèn）下列各類.

一. 101 類模(SPI-SPE 標準1,000,000 啤（pí）或以上,長期精密生（shēng）產模)

1. 需要（yào）詳細（xì）模具結構圖.

2. 模胚材料硬度最低為 280BN.(DME #2 鋼 / 4140 鋼)

3. 有膠位的內模件鋼材（cái）一定要見硬至 48~50HRC.其（qí）餘零件如行位,壓鎖,壓條等亦（yì）應為硬件.

4. 頂針板要有導柱（zhù）.

5. 行位要有硬片.

6. 如（rú）有需求的話（huà）,上模,下模及行位要有溫度控製.

7. 所有運水道,建議采用無電浸鎳或用（yòng）420 不鏽鋼做模板（bǎn）.這樣可防止生鏽及清理（lǐ）垃（lā）圾.

8. 需要直身鎖或斜鎖.

二. 102 類（lèi）模. (不超過1,000,000 啤,大量（liàng）生產模具.)

1. 需要詳細模具結構圖.

2. 模胚材料硬度最低（dī）為 280BHN.(DME #2 鋼 / 4140 鋼)

3. 有（yǒu）膠位的內（nèi）模件鋼材要見硬至最低 48~52HRC,其餘有用的零件亦應同一處理.

4. 建議采用直身鎖（suǒ）或（huò）斜鎖.

5. 下列項目可（kě）能或不需要.視乎最終生產數量而定.建（jiàn）議報價時如采用下列項目要檢查清楚是否需要:

A. 頂針板導柱.

B. 行位硬片.

C. 電（diàn）鍍運（yùn）水孔.

D. 電鍍模腔.

三. 103 類（lèi）模(少於（yú）500,000 啤,中量生產（chǎn）模.)

1. 需要詳細模具結構圖.

2. 模胚材料硬度最小為（wéi） 165BHN. (DME #1 鋼 / 1040 鋼)

3. 內模鋼材為 P20(28~32HRC)或高硬度(36~38HRC).

4. 其餘要求視乎需要而定.

四. 104 類模(少（shǎo）於100,000 啤,少量生產（chǎn）模（mó）)

1. 需要模具結構圖.

2. 模胚材料 P20(28~32HRC)可（kě）用軟鋼或鋁.(1040 鋼)

3. 內模件可用鋁,軟鋼或其它認可金（jīn）屬（shǔ）.

4. 其餘要求視乎需要而定.

五. 105 類模. (少於500 啤,首辦模（mó）或試驗模)

1. 可用鋁鑄（zhù）鐵或環氧（yǎng）樹脂或任何材料隻要有足夠強度可生（shēng）產最少測試數量便可

工藝性（xìng）能（néng）

在模具生產成本中，材料費用一般占10%~20%，而機械（xiè）加工、熱處理、裝配和管理費用占80%以上，所以模具材料（liào）的工（gōng）藝性能是影響模具的生產成本和製造（zào）難易的主要因素之一。

可加工性

——熱加工（gōng）性能，指熱塑性、加工溫度範圍等；——冷加工性能，指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。

冷作模具鋼大多屬於過共析鋼和（hé）萊氏體鋼，熱加工和（hé）冷加工性能都（dōu）不太好，因此必須嚴（yán）格（gé）控（kòng）製熱加（jiā）工和（hé）冷（lěng）加工的工藝參數，以避免產生缺陷和廢品。另（lìng）一（yī）方麵，通過提高鋼的（de）純淨（jìng）度，減少有害雜質的含量，改善（shàn）鋼的組織狀態，以（yǐ）改善鋼的熱加工和冷加工性能，從而降低模具的生（shēng）產成本。

為改善模具鋼的冷加工性能，自20世（shì）紀30年代開始，研究向模具鋼中（zhōng）加入S、Pb、Ca、Te等易（yì）切削加工元素或導致模（mó）具鋼中碳的石墨化的元素，發展了（le）各種易切削模具鋼，以進一步改善其切削性能和磨削性能（néng），減少刀具磨料消耗、降低成本。

淬透（tòu）性（xìng）和淬硬性

淬透性主要取決於（yú）鋼的化學成分和淬火前的原始組織狀態；淬硬性則主要（yào）取決於鋼中的（de）含（hán）碳量。對於大部分的冷（lěng）作模（mó）具鋼，淬硬性往往是主要（yào）的（de）考（kǎo）慮因（yīn）素之一。對於熱（rè）作模具鋼和塑料模具（jù）鋼，一般（bān）模具尺寸較大，尤其是製（zhì）造大型（xíng）模具（jù），其淬透性更為（wéi）重要。另外，對於形狀複雜容易產生熱處理變形（xíng）的各種模（mó）具，為了減少淬火變形，往往（wǎng）盡可能采用冷卻能（néng）力較弱的淬火介質，如空冷（lěng）、油冷或鹽浴（yù）冷卻，為了得到（dào）要（yào）求的硬度和（hé）淬硬（yìng）層深度（dù），就需（xū）要采用淬透性較好的模具鋼。

淬火溫度和熱處理（lǐ）變形

為了便於生產，要求（qiú）模具鋼淬火溫度範圍盡可能放寬一些，特別是（shì）當模具采用火焰加熱局部淬（cuì）火時，由於難於準確地測（cè）量和控（kòng）製溫度，就要求模具（jù）鋼（gāng）有（yǒu）更（gèng）寬的淬火溫度（dù）範圍。

模具在熱處理時，尤其是（shì）在淬火（huǒ）過程中（zhōng），要產生體積變化、形狀翹曲、畸（jī）變等，為保證模具質量，要（yào）求模具（jù）鋼的熱處（chù）理變形小，特別是對於形狀複雜的精密模具，淬火（huǒ）後難以修整（zhěng），對於熱處理變形程度（dù）的（de）要求更為（wéi）苛刻，應該選用微變形模具鋼製造。

氧（yǎng）化、脫碳（tàn）敏（mǐn）感性

模具在加熱過程（chéng）中，如果發生氧化、脫碳現象，就會使其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命（mìng）降低（dī）；因此，要求模具鋼的氧（yǎng）化、脫碳敏感性好。對於（yú）含鉬量較高的模具鋼（gāng），由於氧化、脫碳敏感性強，需采（cǎi）用特種熱處理，如真空熱處理、可控氣氛熱處理、鹽浴熱處理等。

其他因素

在選擇模具鋼時，除了必須考慮使用性能（néng）和工藝性（xìng）能之外，還必須考（kǎo）慮模具鋼的通用性和鋼材的價格。模（mó）具鋼一（yī）般用量不（bú）大，為了便於備料，應盡可能地考慮鋼的通用性，盡量利用（yòng）大量生產的通用型模具鋼，以便於采購（gòu）、備料和（hé）材料管理。另外還必須從經濟上進行綜合（hé）分析，考慮模具的製造費用、工件的生產批量和（hé）分攤到每一個工件上的模具費用。從技（jì）術、經濟方麵全麵分析，以最終選定合理的模（mó）具材料。

性能要求

1. 強度性能

（1）硬度硬度是模具鋼（gāng）的主要技術指標，模（mó）具在高應力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼（gāng）在室（shì）溫條件（jiàn）下一（yī）般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據其工作條（tiáo）件，一般要求保持在HRC40~55範圍。對於同一鋼種而言，在一定的硬度值範圍（wéi）內，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而（ér）成分及組織不同的（de）鋼種之間，其塑性變形抗力（lì）可能（néng）有明顯的差別（bié）。

（2）紅硬性 在高溫狀（zhuàng）態下工作（zuò）的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩定，從（cóng）而保持足夠高的（de）硬度，這種性能稱（chēng）為紅（hóng）硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼（gāng）通常能（néng）在180~250℃的溫度範圍內保持（chí）這種性能，鉻鉬熱作模（mó）具鋼一般在550~600℃的溫度範圍內保持（chí）這種性能。鋼的紅硬性主要取決於鋼的化學成分和熱處理工藝（yì）。

（3）抗壓屈服強度和抗壓彎曲強度 模具在使用過（guò）程中經常受到強（qiáng）度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應具有一定的抗壓強度和抗彎強度。在很多情況下，進（jìn）行抗壓試（shì）驗和抗彎試驗的條件接近於模具的實際工作條件（例如，所測（cè）得的模具鋼的抗壓屈服強度與衝頭工作時所表現出來的（de）變形（xíng）抗力較為吻合）。抗彎試驗的另一個優點是應變量的絕對值大，能較靈敏（mǐn）地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態下變（biàn）形抗力的差別。

2. 韌性

在工作過程（chéng）中，模具承受著衝擊載荷，為了減少在使用過程中的（de）折（shé）斷、崩刃等形式的損壞，要求（qiú）模具鋼具有一定的韌（rèn）性。

模具鋼（gāng）的化學成分（fèn），晶粒度，純淨度，碳化（huà）物和夾雜物等的數量、形貌、尺寸大小及分（fèn）布情況，以及模具鋼的熱處（chù）理製度和熱處理後得（dé）到的金相組織等因（yīn）素都對鋼的韌（rèn）性帶來很大的影響。特別是鋼的純淨（jìng）度和熱加工變（biàn）形情況對於其橫（héng）向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強度和（hé）耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學成分並且采用（yòng）合理的精煉、熱（rè）加工和熱處（chù）理工藝，以使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳的（de）配（pèi）合。

衝擊韌性係表特征材料在一次衝擊（jī）過程中（zhōng）試樣在整（zhěng）個斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不（bú）同工作條件下疲勞斷裂的（de），因此，常規的（de）衝擊韌性不能全麵地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次衝擊（jī）斷裂功或多次斷裂（liè）壽命和（hé）疲勞壽命等試驗技術正在被采用。

3. 耐磨（mó）性

決定模具使用壽命最重要的因素往（wǎng）往是模具材料（liào）的耐磨性。模具在工（gōng）作中承受相當（dāng）大的壓應力和摩擦力，要（yào）求模具能夠在強烈摩擦（cā）下仍保持其（qí）尺寸精度。模具的磨損主要是機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三（sān）種類型。為了改善模具（jù）鋼的耐磨（mó）性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或（huò）其他硬化相的組成、形貌和分布（bù）比較合理。對於重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表麵（miàn）能形成薄而致密粘附性（xìng）好的氧化膜，保持潤滑作（zuò）用，減少模具和（hé）工件之間產（chǎn）生粘咬、焊合等熔融磨損，又能（néng）減少模具表麵進行氧化造成氧化磨損（sǔn）。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。

耐磨性可用模擬的試驗方法，測出相對的耐磨指（zhǐ）數，作為（wéi）表征（zhēng）不同化（huà）學成分及組織狀態下的（de）耐磨性水平的參數。以呈現規定毛刺高度前（qián）的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試（shì）驗是以（yǐ）Cr12MoV鋼（gāng）為基（jī）準進行對比。

4. 抗熱疲勞能力

熱作模具鋼在（zài）服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的（de）作用，因此，評價熱作（zuò）模具鋼的斷裂抗力應重視材（cái）料（liào）的熱機械（xiè）疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能的指標，它包括熱疲勞性能、機（jī）械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性三個方麵（miàn）。

熱疲勞性能反映材料在熱（rè）疲勞裂紋萌生之前的工作壽（shòu）命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞（láo）裂紋的熱循環次（cì）數較多；機（jī）械疲勞裂紋擴展（zhǎn）速率反映材料在熱疲勞裂紋萌（méng）生之後，在鍛壓力的作用下裂紋向內部擴展（zhǎn）時（shí），每一應力循環的擴展量；斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發生失（shī）穩（wěn）擴展的（de）抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要（yào）發生失穩擴（kuò）展，必（bì）須在裂紋尖（jiān）端具有足夠高的應力強度因子，也就是必須有較大的（de）裂紋長（zhǎng）度。在應力恒（héng）定的前提下，在一種模具中已經（jīng）存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值（zhí）較高，則裂紋（wén）必（bì）須擴展得更深，才能發生（shēng）失穩擴展。

也就是說（shuō），抗熱疲勞性能決定了（le）疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴展速率和斷裂韌性，可以決定當裂紋萌生後發生亞臨界擴展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應具備高的抗熱疲（pí）勞性能、低（dī）的裂紋（wén）擴（kuò）展速率和高的斷裂韌性值。

抗熱疲勞性能的指（zhǐ）標可以用萌生（shēng）熱疲勞裂紋的熱循環數，也可以用經過一定的（de）熱循環後所出現的疲勞裂紋的條數及平均的深度或（huò）長度來衡量。

5. 咬合抗力

咬合（hé）抗力實際就是發生“冷焊”時的抵抗力。該性能對於模具材料較為重要。試驗時（shí）通常在幹摩擦條件下，把被試驗的工具（jù）鋼試樣與具有咬合傾（qīng）向的材料（如奧氏體鋼）進行恒（héng）速（sù）對偶摩擦運動，以一（yī）定的速（sù）度逐漸增大載荷，此時，轉矩也相應（yīng）增大，該載荷稱為“咬（yǎo）合臨界載荷”，臨界（jiè）載荷愈高，標誌著咬合（hé）抗力愈強。

用途

加工（gōng）模具時用的，由於模具的用途很廣，各種模具（jù）的工作條件（jiàn）差別很大，所以，製造模具用材（cái）料範圍很（hěn）廣，在模（mó）具材料中應用最廣的當屬模具鋼。從—般的（de）碳素結構鋼、碳素工具鋼、合（hé）金結（jié）構鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不鏽耐熱鋼直到適（shì）應特殊模具需要的馬（mǎ）氏（shì）體時效（xiào）鋼（gāng）以及粉末高速鋼、粉（fěn）末高合金（jīn）模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為（wéi）冷作（zuò）模（mó）具鋼、熱（rè）作模具鋼和塑料模（mó）具鋼（gāng）三大類。

冷作模具鋼（gāng）

冷作模具鋼主要用於製造對冷狀態下的工件進行壓製成型的（de）模具（jù）。如：冷衝裁模具、冷（lěng）衝壓模具、冷拉（lā）深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓製模（mó）具和粉末壓製模具等。冷作模具鋼的範（fàn）圍很廣，從各種（zhǒng）碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工（gōng）具鋼和（hé）粉末（mò）高合金模具鋼。

熱作模具鋼

熱作模具鋼主要（yào）用於製（zhì）造對高溫狀態下的工件進行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱（rè）擠壓模具、壓鑄模（mó）具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作（zuò）模具鋼有：中高含碳（tàn）量的（de）添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具（jù）鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具（jù）鋼製造。

塑料模具鋼

由（yóu）於塑料的品種很多，對塑料製品的要求差別也很大，對製造塑料模具的材料也提出了各（gè）種不同的性 能要求。所以，不少工業發達的國家已經形成了範圍很廣的塑料（liào）模具用鋼（gāng）係列。包括碳素結構鋼（gāng）、滲碳型 塑料模具鋼、預硬型塑（sù）料模具鋼、時效硬化型塑料模具（jù）鋼、耐蝕塑料模具（jù）鋼、易切（qiē）塑料模具鋼、整體淬硬型塑（sù）料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡麵（miàn）拋光用塑料模具鋼等。

高強度

當（dāng）今高強鋼、超高強鋼很好的實現了車輛的輕量化，提高了車輛的（de）碰（pèng）撞強度和安全性能，因此成為車用鋼（gāng）材的重（chóng）要發展方向。但隨著板料強度的提高，傳統的冷衝壓工藝在成型過程中容易產生破裂現象，無法滿足（zú）高強度鋼板的加工工（gōng）藝要求。在無（wú）法滿足成型條件的情況下，國際上逐漸（jiàn）研究超高強度鋼板的熱衝壓成形技術（shù）。該技術是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要（yào）是利用高溫奧氏體（tǐ）狀態下，板料的塑性（xìng）增加，屈服強度降低的（de）特點（diǎn），通過模具進行成形的工藝。但是熱成型需要對工藝條件、金屬相變、CAE分析技術進行（háng）深入研究，該技術被國外廠商壟斷，國內發展緩慢。

過去在生產（chǎn）深衝或者重（chóng）衝工件，大家都認為耐壓型(EP) 潤（rùn）滑油是保護（hù）模具的最好選擇。硫和氯EP添加劑被混合到純油中來提高模具壽命已經有很長的（de）曆（lì）史了。但是隨著新金（jīn）屬--高強度鋼的出現，環保要求的嚴格，EP油基潤滑油的價值已經（jīng）減（jiǎn）少，甚至失去市場。

在高溫下高強度鋼的成型（xíng），EP油基潤滑油失去了它的性能，無法在極溫應用中提供物理的模具保護（hù）隔膜。而極溫型的IRMCO高（gāo）固體聚合物（wù）潤（rùn）滑劑則可以提（tí）供必要（yào）的保護（hù）。隨著金屬在（zài）衝壓模具中變形，溫度不斷升高，EP油基潤滑油都會變（biàn）薄，有些情況下會達到閃點或者燒著（zhe）（冒煙）。IRMCO高分子聚合物潤滑劑一般開始噴上去時稠（chóu）度低得多。隨著成形（xíng）過程中溫度的上升，會變得更稠更堅韌。實際（jì）上高分子聚合物極溫潤（rùn）滑劑都有“熱尋性”而（ér）且會粘到金屬上，形成一個可以（yǐ）降低摩擦的隔（gé）膜。這（zhè）個保護屏障可（kě）以允許工件延（yán）展，在最高要求的工件成型時沒（méi）有破裂（liè）和粘接，以此來控（kòng）製摩擦和金屬流動。有效（xiào）的保護了模具（jù），延長了模具使用壽命（mìng），提高了衝壓的強（qiáng）度。

常用

塑膠模具（jù）鋼MEK 4 高耐（nài）磨高韌性之塑膠模

X13T6W (236) 高耐磨高耐腐蝕鏡麵模具

X13T6W(236H) 高耐磨高耐腐蝕鏡麵模具

熱作工具鋼 SMV3W 壓鑄模,擠壓模,塑料（liào）模

ADC 3 壓鑄模,擠壓模

塑膠模具鋼 718S 塑料模之內模件

718H 塑料（liào）模之內模件

S136 耐腐蝕鏡麵模（mó）具

S136H 耐腐蝕鏡麵模具

OPTIMAX 光學級鏡麵不鏽鋼模

ELMAX 高耐磨（mó）耐腐（fǔ）蝕（shí）性塑料模具

CORRAX S336 高耐腐蝕性塑料模具

RAMAX 168 易切削耐腐蝕塑料模

CALMAX 635 冷作及塑膠模（mó）

熱（rè）作工具鋼 8407 金屬（shǔ）壓（yā）鑄,擠壓模

冷作工具鋼 DF2 微變形耐磨油鋼,冷衝壓模

XW42 冷擠壓成形模,精密（mì）五金模

V10 高壽命精密衝切模

塑膠模具鋼 P×88 通用塑膠模,良（liáng）好拋光性能

NAK55 高性能塑膠模,橡膠模

NAK80 高拋光性鏡麵塑膠模

S-STAR高鏡麵度耐腐蝕模具

S-STAR(A) 高（gāo）鏡麵度耐腐蝕模具

熱作工具鋼（gāng） DH31-SUPER 金（jīn）屬壓鑄,擠壓模

冷作工具鋼 YK30 衝裁模,彎曲模

GOA 冷壓加工,衝裁模,成形模

DC11 冷擠壓成形,拉伸模

DC53 冷擠壓成形,拉伸模,衝裁模

塑膠模具鋼 P20HH 塑膠模

P20LQ 塑膠（jiāo）模

塑膠模具鋼 LKM 638 一般塑膠模,模架,下模件

LKM 2311 一般塑（sù）膠模,模架,下模件

LKM 2312 一般塑膠（jiāo）模,模架,下模件

LKM 738 一般塑膠（jiāo）模,模（mó）架,下模件

LKM 738H 一般塑膠模,模架,下模件

LKM 818H 高拋光度及高要求內鑲件

LKM 2711 高硬度高韌性大型塑膠模（mó）

LKM 2083 防酸性良好拋光性塑膠模

LKM 2083H 防酸性（xìng）一般拋（pāo）光性塑膠模

LKM 2316A 高（gāo）酸性塑膠模

LKM 2316 高酸性塑膠模

LKM 2316ESR 高酸性塑膠模

熱作工具鋼 LKM 2344 金屬壓鑄,擠壓模

LKM 2344SUPER 金屬壓鑄,擠壓模

冷作工（gōng）具（jù）鋼 LKM 2510 微變形耐磨油鋼

LKM 2379 微變形高耐磨油鋼

LKM 2767 微變形耐磨油鋼

塑膠（jiāo）模具鋼 MUP 塑膠模

塑膠模具鋼 PORCERAX II PM-35 塑膠及壓鑄模,透氣鋼

合金鈹銅 MOLDMAX MM40 需快速冷卻的模芯,鑲件

合金銅（tóng） HIT75 MOD 需快速冷（lěng）卻的模芯,鑲件

純紅銅 C1100P 銅公（gōng）工件

電蝕純紅銅 C1100P 銅公（gōng）工件

合金鋁 6061-T6/T651 吹塑模,吸塑模（mó）,鞋模,發泡模

6061-T6511 吹塑模（mó）,吸塑模,鞋（xié）模,發泡模

7075-T651

合金鋼（gāng）7022-T651

黃牌中碳鋼S50C-S55C

塑膠模具鋼舞陽718

優質高速鋼 SKH-9/SKH-51

粉末高速鋼ASP-23/ASP-60

低（dī）碳鋼A3

中碳鋼（gāng）45#

質量提高

1、利（lì）用Ca、稀土等微量元素對夾（jiá）雜（zá）物的變質作（zuò）用（yòng），改變鋼中的夾雜物的結構形貌和物性，使鋼中夾雜物球化（huà）、細化，從而提高鋼材的（de）力學性能。

2、對（duì）鋼錠進行高溫擴散熱處理，可以改善（shàn）鋼錠的成分不均（jun1）勻性，從而提高鋼材的橫向性能。

3、在熱加工方麵，對鋼錠進行反複（fù）的鐓拔和多向軋製，增大變形量，可降低鋼中的碳化（huà）物偏析的級別，也有利於（yú）改善鋼材的各向異性。

4、鋼（gāng）的純淨度（dù）對 模具鋼材的等向性能有很大的影響，采用二次精煉技術（包括真空精煉（liàn）、ESR和鋼（gāng）包噴粉等），可以提高鋼材的純淨（jìng）度，尤其降低鋼中的有害雜質的含（hán）量，對（duì）提高（gāo）性能十分有益。

發展方麵（miàn）

模具日趨大型化。一方麵，模具成型林間日趨大型化，另一方麵，為了提高生產效率，一模多腔，因此大型模具鋼需求量將（jiāng）逐年增加；模具的精度越來越高，要求鋼（gāng）材的質量（liàng）好，尺寸穩定性好；塑料模（mó）具鋼、壓鑄模具鋼的需求量不斷增加；中高檔模（mó）具鋼的需求量不斷增加，低檔次模具鋼過剩；另外，隨著模具標準件應用日益（yì）廣（guǎng）泛，模具標準化、商品化（huà）程度的提高，對於模具鋼產品質量、品種規格以及交貨周期將提出更（gèng）高的要求。此模具（jù）鋼類似於一個4330合金，潔淨鋼生產技術。它具有優異的尺寸穩定性，並一直工作鋅，鋁合金壓鑄，塑（sù）料和橡膠模具的現場驗證，並（bìng）形成（chéng）所有（yǒu）類（lèi）型的金屬片。它將（jiāng）接受各種形式（shì）的表麵處理，包括火焰和感應（yīng）硬化，硬質合金塗層，PVD和氮化。所以，SKD61模具鋼不僅有模具鋼（gāng）的優（yōu）點，更有一些合金鋼產品的特點。將會帶動國內模具鋼產業的大發（fā）展。

因（yīn）此，鋼（gāng）鐵企業要根據國（guó）內模具製造業發展（zhǎn）的趨勢和模具市場的需求，緊抓研製開發高精度、高韌性（xìng）、耐腐蝕、高質量的模具鋼新品種，使國產的熱作和冷作模具鋼達到世界先進水平。相信在未（wèi）來的日（rì）子，我們生產模具鋼的質量和技術會越來越好，模具鋼的市場也會得到更快更好的發展，將會帶領國內模具鋼產業邁上更高層次的發展。美好的未來，我們拭目以待

模具鋼密度

就國內（nèi）外使用的模具鋼材而（ér）言，模具（jù）鋼密度一（yī）般（bān）都在7.85左右（yòu），通常模具鋼是鍛造件，密度在8000-8400千克/立方米。不同模具（jù）鋼材（cái）中加入（rù）的合金元（yuán）素比例不一樣，模具鋼密度會有（yǒu）小範（fàn）圍的差（chà）別（bié）。

密（mì）度是物質的特性之一（yī），每種物質都有（yǒu）一定的密度，不同物質的密度一般是不同。因此我（wǒ）們可以利用密度（dù）來鑒別（bié）物質。所（suǒ）以我們可以根據密度公式ρ=M/V，計算出任意一種模具鋼的密度。

根據密度公式：ρ=m/v，也就是說決定模具鋼質量和體積的因素決定（dìng）了模具鋼密度（dù）。那麽從微觀的角度來講的（de）話，就是分子量和分子間隙共同決定物質的密度。體積、大小、質量、壓強、壓力和溫（wēn）度（dù）影響物質密度，雖然物質密度（dù）物質的本（běn）身屬性，它是一定的，但是（shì）物質有各種（zhǒng）狀態，當（dāng）物質形成態的轉化（huà）的時候，密度才會變化。比如水（shuǐ），升溫可導致水的氣化，密度變小，加（jiā）壓又可以使水（shuǐ）蒸氣從新凝結為液態水，密度變大。大家（jiā）都知道鐵的密度7.8g/cm3，模具鋼材是鐵和一些微量的合金元素形成的（de），微量的（de）合金元素占的（de）比例非常少，但是在模具（jù）鋼材成形的過程會形（xíng）成不（bú）同的化合物，每一種化合物所（suǒ）占有的空間不一樣，導致同樣體（tǐ）積的模具鋼材，其內（nèi）部（bù）的空隙不（bú）一樣，這就是影響模具鋼密度的主（zhǔ）要因（yīn）素。但由於模具鋼材加入的（de）合（hé）金元素分量不到10%對模具鋼材整體的影響小，所以密度也（yě）接近鐵的密度（dù）。

鋼材工業運行情況

(一)產量創曆史（shǐ）最高水（shuǐ）平。2013年1-6月，全國累計生產粗（cū）鋼3.9億噸，同比（bǐ）增長7.4%，增速較去（qù）年同（tóng）期提高5.6個百分點。前6個月，粗鋼日（rì）均產量215.4萬噸，相當於年產粗鋼7.86億噸水平（píng）。其中，2月份達到曆史最高的220.8萬噸，3-6月（yuè）份雖有回（huí）落，但仍保持在210萬噸以上（shàng）較高水平。分省區看，1-6月，河北（běi）、江蘇兩省粗鋼（gāng）產量同比分別增長6.8%和13.2%，兩省合計新增產量占全國2694萬噸增量（liàng）的42.4%，另（lìng）有山西（xī）、遼寧、河南和雲南等省增產也在100萬噸以上。分企業類型看，1-6月，重點大中（zhōng）型鋼鐵企業粗鋼產量同比增長5.5%，低於全國平均增（zēng）幅2個百分點，但仍有60%的增產來自（zì）重點大中型鋼鐵企業。

(二（èr）)鋼材價格低位運行。2013年1-6月，國內鋼材（cái）市場整體表現低迷（mí）。隨著粗鋼（gāng）產能大幅釋放，市場供需陷入失（shī）衡狀態，鋼材價格步入下降（jiàng）通道，已弱（ruò）勢下跌4個多月。截（jié）止2013年7月（yuè）26日，鋼材價格指（zhǐ）數降到100.48點，低（dī）於年初6.6點。鋼鐵工業（yè）協會重點統計的八個（gè）鋼材品種價格比年初均有不同程度的下降，平均跌幅5.7%。分（fèn）品（pǐn）種（zhǒng）來看（kàn），占我國鋼材產量比重較（jiào）大的建築（zhù）用線材、螺紋鋼價格跌幅分別達4.9%和6.7%，中厚板和熱軋卷板（bǎn）價格跌幅分別達5.7%和9.7%。

(三)鋼材出口增長較快。國內鋼材市場（chǎng）供需失衡（héng）刺（cì）激企業出口。1-6月，我國累（lèi）計出口（kǒu）鋼材3069萬噸，同比增長12.6%;進口鋼材683萬噸，下降1.8%，進口鋼坯和鋼錠（dìng）32萬噸，增長50%。將坯材折合粗鋼，累計淨出口2506萬噸，同比增長17.3%，占我（wǒ）國粗鋼產量的6.4%。從出口價格看，1-6月出口棒線材均價624.3美元/噸，同比下降18%;板材835.2美元/噸，同比下降2.8%。

(四)鋼廠及社會庫存高位運行。市場供需矛盾向流通領域蔓延，國內（nèi）鋼材庫存延續上年末增長態勢。3月15日（rì）達到曆史（shǐ）最高的2252萬噸（dūn），比上年（nián）最高點增加351萬噸（dūn），其中建築鋼材庫存1432萬（wàn）噸，占庫存總量的63.6%。之後，隨著季節（jiē）性（xìng）消費增加，庫存逐漸回落，7月26日降至（zhì）1540萬噸。市場供大（dà）於求也推高鋼廠庫存，3月中旬重點企（qǐ）業鋼材庫存創曆史記錄，達到1451萬噸，同比增長（zhǎng）29.7%，6月下旬降至1268萬噸，仍比年初增長（zhǎng）29.9%，比2012年同期增長11.4%。

(五)鋼廠盈利水平逐月（yuè）下滑。2013年上半（bàn）年，冶金行業實現利潤736.9億元，同比增長13.7%，其中黑色金屬冶（yě）煉和壓延加工業實現利潤454.4億元，同（tóng）比（bǐ）增長22.7%。1-5月份重點大中型鋼鐵企業的盈利（lì）狀況遠（yuǎn）不如行（háng）業總體水平，並呈逐（zhú）月下降態勢，盡管實現（xiàn）利潤增長34%，但也僅有28億元，銷售利潤率為0.19%。5月當月，86家重點大中型鋼鐵企業僅實現利潤1.5億元，連續5個月環比下滑（huá），其中34家虧損，虧損麵高達40%。

(六)鋼鐵行業固定資（zī）產投資增幅明顯回落。2013年1-6月，鋼鐵行業固定資（zī）產投資3035億（yì）元，同比增長4.3%，其中黑色金屬冶煉及壓延投資2356億元，同比增長3.3%，比2012年同（tóng）期（qī）回落6.1個（gè）百分點;黑色金屬礦采選投資679億元，同比增長7.8%，增速大幅回落15個百分（fèn）點