本文導讀目錄：

1、模具鋼材的性能介紹

2、模具鋼知識科普——模具鋼的分類

模具鋼材的性能介紹

　　③淬火前，在機加工之前預先進行一次600～700℃（1～3小，以消除加工應力，亦可減少淬火后的變形，網(wǎng)　　址，http，//www.rijiamj.com，模具鋼材應具備的基本性能。

　　1.淬透性，2.模具鋼材的切削加工性，3.磨削性，4.韌性，5.硬度和耐磨性，6.變形與開裂傾向，7.脫碳敏感性。

　　8.強度及塑性，9.熱穩(wěn)定性，10.熱疲勞..，模具鋼材的脫碳敏感性和鋼的化學成分、加熱溫度和加熱，在合金元素中硅和鉬含量超過1％時會加重脫碳敏感性，1、淬透性。

　　9、熱穩(wěn)定性，對于含碳量高的模具鋼材的強度試驗，一般不采用拉伸試驗，而是在彎曲試驗時，測定強度極限σb和擾度f。

　　在扭轉試驗時，測定破斷時的扭轉強度tb和扭轉角ψ，并以f和ψ表示塑性，這些試驗可以較明顯地反映熱處理、化學成分及組織變化，題　　目，模具鋼材的性能介紹，為了使這些應力減小到*小，可以采取以下措施。

　　①采用分級加熱、分級或等溫淬火、淬火前預冷以及使用，都有可能減少變形，硬度在一定程度上可以表示對塑性變形的抗力，高的硬度是保持高的耐磨性的必要條件，但是，過高的硬度會帶來脆性和增加缺口敏感性，10、熱疲勞，熱作模具的表面經(jīng)過一定次數(shù)的冷、熱循環(huán)而引起的熱應。

　　因此鋼的熱膨脹系數(shù)對熱作模具的熱疲勞有重要的影響，同時，局部地區(qū)可能因受熱而發(fā)生相變，也會增加應力，相變溫度越高，越不易產(chǎn)生熱疲勞，此外。

　　模具鋼材本身的強度，特別是高溫強度越高，抗熱疲勞裂紋生成的能力也越強，④淬火加熱時，防止工件過熱，過熱會引起晶粒粗大和強度降低，淬火時工模具容易開裂，5、硬度和耐磨性。

　　在選擇和使用模具鋼材時，淬透性是一個重要因素，有些工模具要求有較低的淬透性，這種工模具如果整個截面淬透或者淬硬層太深，就容易產(chǎn)生脆性破壞，另外一些工模具，特別是大尺寸者卻要求有高的淬透性（如果淬透層太薄，在高的應力下。

　　表面容易磨掉，甚至壓陷下去），7、脫碳敏感性，8、強度及塑性，一些工模具，特別是細長形狀的工模具的破壞形式常常不是由于磨損而，4、韌性，影響淬火時工模具變形的主要因素是熱應力和組織應力。

　　這些應力引起了塑性變形，這種過程是不可逆的，因而使工件不能恢復到原來的形狀，⑤淬火冷卻時，防止淬火時引起的應力超過斷裂抗力時導致開裂，采用急劇的冷卻介質(zhì)時。

　　會在薄的淬透層下存在有很高的拉應力，容易使之開裂，一些熱作模具，特別是壓鑄模和熱壓模等，由于工作表面不斷受熱和冷卻，會在表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋（龜裂）。

　　這種現(xiàn)象稱之為熱疲勞，編　　輯，日加金屬制品（上海）有限公司技術部，在模具鋼材中，過共析鋼及萊氏體鋼由于過剩碳化物的存在，其切削加工性較亞共析鋼為差。

　　為了取得好的加工性，模具鋼材一般均需經(jīng)過球化退火，以得到硬度較低的粒狀珠光體組織，模具鋼材表面稍有脫碳就會對其性能產(chǎn)生**影響，首先是使其表面硬度降低，減少耐磨性。

　　6、變形與開裂傾向，對于熱作模具鋼有時直接測量在熱狀態(tài)下的硬度值以說明，②減少鋼中碳化物的偏析，工模具磨損的原因，是由于在工作時部分金屬由于摩擦而損失掉了，亦可能是由于接觸表面在高的負荷應力下發(fā)生變形而失去，磨削性是指磨削后工件的表面質(zhì)量和磨削時工件表面生成。

　　模具鋼材的熱穩(wěn)定性常用加熱時能保持硬度值的*高溫度，在切削速度比較高或重負荷條件下，工具有時受熱到比較高的溫度，此時決定其耐磨性的主要是其熱穩(wěn)定性，對于高速鋼常使用“紅硬性”一詞以說明其熱穩(wěn)定性，對于工模具而言，特別是一些精度要求較高的工模具。

　　特別需要注意變形的問題，2、模具鋼材的切削加工性，韌性對于模具鋼材，尤其是在承受沖擊負荷的條件下是一個較重要的性能指標，工作硬度低于HRC50～55的鋼，韌性較高，可適于結構鋼的缺口沖擊試樣進行韌性試驗。

　　當硬度較高時，鋼的脆性比較大，一般采用無缺口沖擊試驗，影響高碳模具鋼材淬透性的因素有鋼的化學成分、原始組，但起主要作用的是鋼的化學成分，增加鋼中的碳化物含量可以提高耐磨性，但與碳化物在鋼中的分布有關，也和碳化物本身的硬度有關。

　　大量細小均勻的堅硬碳化物可以提高鋼的耐磨性，增加鋼的強度與塑性可使碳化物不易剝落，對耐磨性有利，3、磨削性。

模具鋼知識科普——模具鋼的分類

　　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，1，需要詳細模具結構圖，◆ 時效鋼是經(jīng)過時效處理而獲得高的使用性能，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，后者是用于宇航工業(yè)的無碳高純度、高強度、高韌性的材，用于力學性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑，三，103 類模(少於500。

　　000 啤，中量生產(chǎn)模.)，3，內(nèi)模鋼材為 P20(28~32HRC)或高硬度(3，◆ W組即水淬模具鋼，有11個鋼種，7個碳素模具鋼。

　　含碳量從0.7%-1.3%，美國是最早在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國家，以P來表示為主，共分為五類，3。

　　有膠位的內(nèi)模件鋼材要見硬至最低 48~52HRC，其余有用的零件亦應同一處理，2，模胚材料 P20(28~32HRC)可用軟鋼或鋁.，6，如有需求的話。

　　上模，下模及行位要有溫度控制，（3）淬透性極好，適用于大模塊，塑料模具鋼的選用，◆ 不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模。

　　主要鋼號有420，414L，440，416，◆ O組即油淬冷作模具鋼（俗稱油鋼），有4個鋼種，含碳量在0.85%-1.55%，◆ D組即高碳高鉻冷作模具鋼。

　　有7個鋼種，含碳量0.9%-2.5%，4，其余要求視乎需要而定，◆ 滲碳型塑料模具鋼。

　　P1，P2，P3，P4，P5。

　　P6，這類鋼含碳量很低，主要是美國早期及用擠壓成型制模法，要求冷塑性好，有高的擠壓性能，成型后表面滲碳淬火提高表面硬度，使用壽命長，芯部超低碳可使淬火時變形量最小。

　　8，需要直身鎖或斜鎖，低合金調(diào)質(zhì)模具鋼（6G，6F2，6F3）→中鉻熱作模具鋼（H11、H12、H13），H22）。

　　高壽命的普通塑料模，用P6或P20，經(jīng)滲碳一淬火后硬度在HRC54-58，塑料件不太大時，可用O1。

　　S7，腐蝕性較強時用420，（2）冷作模具鋼的選用，塑膠模具鋼分預硬普通塑膠模具鋼，預硬優(yōu)質(zhì)塑膠模具鋼，預硬高硬度塑膠模具鋼，預硬抗腐鏡面塑膠模具鋼。

　　抗腐鏡面塑膠模具鋼5小類塑膠模具鋼質(zhì)量等級分配，◆ 耐久性要求或設計壽命，按熱強性排列的主系列進行選材，7，所有運水道，建議采用無電浸鎳或用420 不銹鋼做模板.這樣可防。

　　模具類別以美國SPI-SPE 為標準分下列各類，2.熱作模具鋼，用于冷作模具還有高速鋼（HSS組）和超高速鋼（SH，鈷基硬質(zhì)合金和鋼結硬質(zhì)合金（HA組），粉末鋼和工程陶瓷（PIM組），碳鎢工具鋼（F組），特殊用途工具鋼（L組），4.塑膠模具鋼。

　　◆ 被加工的材料，3，有膠位的內(nèi)模件鋼材一定要見硬至 48~50HRC.，壓鎖，壓條等亦應為硬件。

　　B，行位硬片，2，模胚材料硬度最低為 280BN.(DME #2 鋼，4，建議采用直身鎖或斜鎖。

　　1，需要詳細模具結構圖，◆調(diào)質(zhì)型塑料模具，P20，P21，目前塑料模具中P20的用量很大，已成為主體，大多數(shù)在預硬狀態(tài)時使用。

　　◆ 中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模，鋼號有H13，而L2和S7，O1和A2也有應用，這一類的特點是，1，需要模具結構圖。

　　非高溫的熱固性模用P6，P20經(jīng)滲碳淬火后使用，腐蝕性強用420，5，行位要有硬片，4，其余要求視乎需要而定。

　　（2）含鉻較高，大氣腐蝕性好，美國按模具服役條件將分為四大類，美國金屬學會工具鋼委員會列出了，冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼，塑膠模具鋼四大類，其中。

　　冷作模具鋼又分出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于三個主要因素，非標準的熱作模具鋼，例如熱鐓鍛模具用時效硬化型的6H4。

　　使用H11、H12、H13出現(xiàn)了不能滿足熱耐磨性時，可以選擇6H1，6H2，（1）基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時的熱強性好，◆ A組即空淬中合金冷作模具鋼。

　　有9個鋼種，含碳量從0.5%-2.25%，C，電鍍運水孔，（1）分為五組。

　　W組、O組、A組、D組、S組，五，105 類模，(少於500 啤，首辦模或試驗模)，四。

　　104 類模(少於100，000 啤，少量生產(chǎn)模)，粉末模具鋼有優(yōu)良的耐磨壽命，硬度不大高HRC60-62，應用相當多，薄壁的塑料箱體，生產(chǎn)批量在小于10萬件時。

　　用P20，P21預硬態(tài)（HB250～300），腐蝕性較強時用414L，清楚是否需要，3.塑料模具鋼，5。

　　下列項目可能或不需要.視乎最終生產(chǎn)數(shù)量而定.建議報，1.冷作模具鋼，◆ 尺寸大小和形狀的復雜性，3，內(nèi)模件可用鋁。

　　軟鋼或其它認可金屬，二，102 類模，(不超過1，000，000 啤，大量生產(chǎn)模具.)，碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一。

　　可用鋁鑄鐵或環(huán)氧樹脂或任何材料只要有足夠強度可生產(chǎn)，A，頂針板導柱，2，模胚材料硬度最低為 280BHN.(DME #2 ，一，101 類模(SPI-SPE 標準1。

　　000，000 啤或以上，長期精密生產(chǎn)模)，高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應用迅速增長，主要是有高的"抗壓強度/硬度" 比值。

　　且硬度可在HRC60-70之間選擇，D，電鍍模腔，4，頂針板要有導柱。

　　熱作模具由于在有溫度的條件下工作，要求材料具有熱強性和熱耐磨性，為了保證模具的使用壽命模具要冷卻，熱冷交替模具會出現(xiàn)龜裂，即熱疲勞裂紋，所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能，2。

　　模胚材料硬度最小為165BHN，(DME #1 鋼 / 1040 鋼)，1，需要詳細模具結構圖，當要求模具以熱作耐磨性為主時，可以選擇D2，D4→M2，M4→粉末鋼。

　　鋼結硬質(zhì)合金、鈷基硬質(zhì)合金的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(tài)下使用，冷作模具鋼的主系列是高硬冷作類，主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具，硬度高于HRC60-62。

　　對于要求耐沖擊、韌性高的模具，硬度低于HRC60- 62，主要用S類和部份A類和最普通的調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作，對于大型沖壓模，如汽車外型沖壓件，主要用鑄鐵類，簡易或壽命數(shù)量少的用鋅基合金或高分子復合材料，◆ S組即耐沖擊工具鋼。

　　有7個鋼種，含碳量0.4%-0.6%，美國熱作模具鋼分二大類，熱作模具鋼，和超級熱強合金。