20世紀(jì)40年代初步形成了美國模具鋼系列和選擇方案。 根據(jù)模具服務(wù)條件，美國金屬學(xué)會工具鋼委員會列出了冷模具鋼、熱模具鋼和塑料模具鋼三類。冷作模具鋼分為12類，熱作模具鋼9類，塑料模具鋼2類。
選材取決于三個主要因素：
1.尺寸和形狀的復(fù)雜性；
2.加工材料；
3.耐久性要求或設(shè)計壽命。
1.美國冷作模具鋼的分類
冷作模具鋼分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。
W水淬工具鋼，有11種鋼種，7種碳工具鋼，碳含量為0.7%-1.3%。
O模具鋼(俗稱油鋼)有四種鋼種，含碳量為0.85%-1.55%；
空淬合金冷成模具鋼有9種鋼種，碳含量為0.5%-2.25%。
D高碳高鉻冷作模具鋼有7種鋼種，含碳量0.9%-2.5%。
S組耐沖擊工具鋼碳量0.4%-0.6%。
用于冷作模具和高速鋼（HSS組)和超高速鋼（SHSS組)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）。
冷作模具鋼在美國
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，主要用于要求高抗壓性和耐磨性的模具。HRC60-62。硬度低于耐沖擊、韌性高的模具HRC60-62主要采用S類和部分A類以及最常見的調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模壓件等大型沖壓模，主要采用鑄鐵。鋅基合金或聚合物復(fù)合材料用于簡單或壽命少。
冷作模具中高速鋼和超高速鋼的應(yīng)用迅速增長。主要是高"抗壓強度/硬度"
比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇。
粉末模具鋼耐磨性好，硬度不高HRC60-62，應(yīng)用相當(dāng)多。
碳工具鋼在使用壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模具中仍有一定的應(yīng)用范圍。
二、美國熱作模具鋼的分類
熱作模具鋼分為熱作模具鋼和超熱強合金兩類。
熱作模具鋼在美國
選用熱作模具鋼
由于熱模具在溫度條件下工作，要求材料具有熱強度和熱耐磨性。為了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(6G，6F2，6F3）→中鉻熱作模具鋼（H11、H12、H13）→鎢熱作模具鋼（H21，H22）。
非標(biāo)準(zhǔn)熱作模具鋼：如時效硬化型6H4。使用H11、H12、H當(dāng)13不能滿足熱耐磨性時，可選擇6H1，6H2。
當(dāng)要求模具主要是熱作耐磨性時，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，但其熱疲勞性(即冷熱抗疲勞裂紋)很差，不能在急冷狀態(tài)下使用。
三、美國塑料模具鋼的分類
美國是第一個在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國家，以P為主，分為五類。
美國塑料模具鋼
滲碳塑料模具鋼：P1，P2，P3，P4，P5，P6。這種鋼含碳量很低，主要是美國早期的擠壓成型方法，要求冷塑性好，擠壓性能高，成型后表面滲碳淬火提高表面硬度，使用壽命長。在淬火過程中，芯部超低碳會使變形最小。
調(diào)質(zhì)塑料模具：P20，P21。目前塑料模具中P用量大，已成為主體，多用于預(yù)硬狀態(tài)。
熱固性塑料模具采用中碳合金工具鋼。鋼號有H13，而L2和S7，O1和A2也有應(yīng)用。這一類的特點是：
1. 基本上是二次硬化金鋼，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。
經(jīng)過期效處理，時效鋼具有較高的使用性能。有兩種，一種是P21低碳Ni-A1時效鋼；另一類是18Ni馬氏體時效鋼。后者是宇航行業(yè)無碳高純度、高強度、高韌性的材料。塑料模具用于機(jī)械性能、尺寸精度、光潔度和耐腐蝕性高的塑料模具。
選用塑料模具鋼
薄壁塑料箱生產(chǎn)批量小于10萬件時使用P20，P21預(yù)硬態(tài)（HB250~300)腐蝕性強時使用414L。
普通塑料模，用P6或P二十、滲碳淬火后硬度為HRC54-58；當(dāng)塑料件不太大時，可以使用O1，S7。腐蝕性強時使用420。
非高溫?zé)峁绦阅＞逷6，P20經(jīng)滲碳淬火后使用。420腐蝕性強。
高溫?zé)峁绦运芰夏＞逪13和S7或滲碳鋼P4。這些鉻含量高，抗回火性好，抗高溫氧化性好。
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