在模具生產成本中，材料費用一般占10%~20%，而機械加工、熱處理、裝配及管理等費用占80%以上，因此，模具材料的工藝性能是影響模具生產成本和制造難易程度的重要因素之一。

易處理性

熱切削性能，指熱塑性，切削溫度范圍等；指切削、研磨、拋光、冷拉等機械加工性能。

冷作模具鋼多為過共析鋼和萊氏體鋼，其熱加工和冷加工性能均不理想，應嚴格控制其熱加工和冷加工的工藝參數，以免出現缺陷和廢品。同時通過提高鋼的純凈度，減少有害雜質，改善鋼的組織狀況，改善鋼的熱加工和冷加工性能，降低模具制造成本。

為了提高模具鋼的冷加工性能，自20世紀30年代起，人們開始研究在模具鋼中添加S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或石墨化元素，從而開發(fā)出各種易切削模具鋼，以進一步提高其切削加工性能和磨削性能，減少刀具磨削損耗，熱作模具鋼，降低加工成本。

硬化和硬化性。

硬化程度主要取決于鋼的化學成分及淬火前的原始組織狀態(tài)，而硬化程度主要取決于鋼中碳的含量。對大多數冷作模具鋼來說，淬硬往往是一個重要的考慮因素。對熱作模具鋼和塑料模具鋼來說，一般模具尺寸都比較大，特別是制作大型模具時，其淬透性尤為重要。此外，對于各種形狀復雜且易發(fā)生熱處理變形的模具，為了減少淬火變形，往往采用冷卻能力較差的淬火介質，如空冷、油冷或鹽浴等，要獲得所需的硬度和淬硬層深度，就必須采用淬透性較好的模具鋼。

硬化溫度及熱處理變形。

為生產方便，要求模具鋼盡量放寬淬火溫度范圍，尤其是在采用火焰加熱進行局部淬火時，沙田熱作模具鋼，由于其淬火溫度難以準確測量和控制，因此要求模具鋼有較大的淬火溫度范圍。

熱處理時，特別是在淬火時，模具會發(fā)生體積變化，形狀扭曲和變形，為了保證模具質量，要求模具鋼熱處理變形小，尤其是復雜形狀的精密模具，淬火后很難修整，對熱處理變形程度要求較高，應選用微變形模具鋼制造。

1.冷作模具鋼    

（1）分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。    

◆ W組即水淬工具鋼，洪梅熱作模具鋼，有11個鋼種，7個碳素工具鋼，含碳量從0.7%-1.3%。    

◆ 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%，    

◆ 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%。    

◆ D組即高碳高鉻冷作模具鋼，有7個鋼種，含碳量0.9%-2.5%。    

◆ S組即耐沖擊工具鋼，有7個鋼種，長安熱作模具鋼，含碳量0.4%-0.6%。    

用于冷作模具還有高速鋼（HSS組）和超高速鋼（SHSS組），鈷基硬質合金和鋼結硬質合金（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）。    

（2）冷作模具鋼的選用    

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類和普通的調質鋼、、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模，如汽車外型沖壓件，主要用鑄鐵類。簡易或壽命數量少的用鋅基合金或高分子復合材料。    

*高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應用迅速增長。德榮金屬主要是有高的"抗壓強度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇。    

*粉末模具鋼有優(yōu)良的耐磨壽命，硬度不大HRC60-62，應用相當多。    

*碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應用范圍。

2.熱作模具鋼    

美國熱作模具鋼分二大類：

（1）熱作模具鋼和超級熱強合金。     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）按熱強性排列的主系列進行選材:     低合金調質模具鋼（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出現了不能滿足熱耐磨性時，可以選擇6H1，6H2。    

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。鋼結硬質合金、鈷基硬質合金的高溫耐磨性是很高的，但其熱疲勞性（即冷熱裂紋）很差，不能在急  模具鋼冷急熱狀態(tài)下使用。      

3.塑料模具鋼    

美國是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。    

◆ 滲碳型塑料模具鋼：P1，P2，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。    

◆調質型塑料模具：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）基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時的熱強性好。    

（2）含鉻較高，大氣腐蝕性好。    

（3）淬透性，適用于大模塊。    

◆ 不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模，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性能?；ヒ娼饘儆袃煞N，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、高韌性的材料。用于力學性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模具中。    

塑料模具鋼的選用    

*薄壁的塑料箱體，生產批量在小于10萬件時，用P20，P21預硬態(tài)（HB250～300），腐蝕性較強時用414L。    

*高壽命的普通塑料模，用P6或P20，經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。    

*非高溫的熱固性模用P6，P20經滲碳淬火后使用。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。

軸承鋼

 軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產中要求嚴格的鋼種之一。1976年國際標準化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標準，將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個鋼號。

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