01
鋼材定義：
鋼材是指含碳量在0.0218％～2.11%鐵碳合金。在普通鋼材中加入Cr,Mo,V,Ni當合金成分得到合金鋼時，我們的模具鋼屬于合金鋼。
02
改變鋼材性能的方法主要有三個：
1. 合金成分
碳：C
提高淬火組織的硬度；
形成碳化物，提高耐磨性；
降低韌性；
降低可焊性
鉻：Cr
提高鋼的硬度，形成堅硬穩(wěn)定的碳化鉻，提高耐磨性；
能提高鋼的淬透性；
當Cr 具有耐腐蝕性，并提供良好的拋旋光性
鉬：Mo
Mo是提高耐磨性的強碳化物形成元素；
Mo＞0.5%能抑制其他合金元素引起的回火脆性；
提供紅硬、熱強度；
提高淬火穩(wěn)定性
釩：V
能形成高硬度碳化物，提高耐磨性；
細化鋼晶，降低過熱敏感性
提高鋼的強度、韌性和回火穩(wěn)定性
鎳：Ni
Ni能提高鋼的淬透性；
Ni能細化晶粒
硫（S）
常以MnS形式存在于鋼中，分裂基體的連續(xù)性，惡化材料的韌性、耐腐蝕性、拋光性、放電加工性和腐蝕性，可提高材料的切割能力。
2. 冶煉工藝
普通煉鋼工藝
電渣重熔（ESR）
將粗鋼坯放入電渣爐中，進入強電流，使電爐產(chǎn)生高溫，使粗鋼坯熔化成鋼水，鋼水流過電渣，雜質(zhì)被電渣過濾吸附，達到純化效果。整體重熔速度很快，但一些非常小的雜質(zhì)并沒有被去除。
真空電弧重熔（VAR）
在真空爐中，通過強電流進入鋼胚，鋼胚底部開始熔化，雜質(zhì)蒸發(fā)成氣體，提高鋼的純度，一滴一滴凝固，凝固速度非常快，組織變得非常致密。其特點是雜質(zhì)完全去除，但整體重熔速度較慢。
3. 熱處理
鋼的熱處理是指通過控制鋼的加熱溫度、保溫時間和冷卻速度來改變鋼的性能，以滿足加工或使用要求的過程。主要的熱處理過程包括：退火、淬火和回火。
03
模具鋼按用途分類
1. 冷模具鋼
冷模具鋼主要用于制造在冷狀態(tài)下壓制工件的模具。如冷沖模、冷沖模、冷拉深模、壓印模、冷擠壓模、螺紋壓模、粉末壓模等。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、粉末高合金模具鋼，冷制模具鋼的范圍很廣。
2. 熱作模具鋼
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：中高碳含量的添加Cr、W、Mo、V合金模具鋼等合金元素；對熱作模具鋼的特殊要求，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼。
3. 塑料模具鋼
由于塑料品種繁多，對塑料制品的要求差異很大，塑料模具材料的制造也提出了各種性質(zhì) 可以要求。因此，許多工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)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。
根據(jù)使用壽命長度分為五級，對鋼材的要求：
一般來說，模具根據(jù)使用壽命的長度分為五百萬次以上，二級在50萬-100萬次，三級在30萬-50萬次，四級在10萬-30萬次，五級在十萬次以下。
一級和二級模具需要熱處理和硬度HRC50左右的鋼材，否則容易磨損，注塑產(chǎn)品容易超差。因此，所選鋼材不僅要有良好的熱處理性能，還要有良好的硬度切割性能。當然，還有其他考慮因素。
瑞典通常選擇8407，S136，美國的420、H13，歐洲的2316、2344、083，或日本的SKD61、DC53(原為五金模材料，特殊情況下使用)。腐蝕性強的塑料一般選用S136、2316、420等鋼材，除了弱腐蝕性S除136、2316、420外，還有SKD61、NAK80、PAK90、718M。產(chǎn)品的外觀要求對模具材料的選擇也有很大的影響。透明部件和表面需要拋鏡產(chǎn)品?？蛇x材料包括S136，2316，718S，NAK80，PAK應選擇透明度極高的90、420模具S136，其次是420。
三級模具預硬料多，牌號多S136H、2316H、718H、083H，硬度HB270—340。
四五級模具P20、718、738、618、2311、2711，也可用于要求極低的模具S50C，45#鋼，即直接在模胚上做型腔。
04
各國鋼材代號
1.美國標準AISI
Code:
P1-P19：LowCarbon Steel
P20-P39：Low Carbon, High Alloy Steel(塑料模鋼)
2XX,3XX,4XX,6XX：Stainless Steel (不銹鋼)
H1-H19：Chromium base (鉻基-熱作鋼)
：Water Hardening Steel
Sx：Shock Resisting Steel
Ox：OilHardening Steel (油鋼)
Ax：AirHardening Steel
Dx：High Carbon, High Chromium Steel(鉻鋼)
Mx：Molybdenum base (H.S.S.-高速鋼)
2.德國標準DIN
Code:
1.2738：Low carbon, high alloy (P20 - 塑料模鋼)
1.2311：Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑料模鋼)
1.2312：Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易切削)
1.2083：StainlessSteel (420 - 抗酸鋼)
1.2316：Highperformance stainless Steel (420 - 高抗酸鋼)
1.2343：Chromiumbase (鉻基-H11 –熱作鋼)
1.2344：Chromiumbase (鉻基-H13 –熱作鋼)
1.2510：Lowalloy steel (O1-油鋼)
1.2379：Highcarbon, high chromium steel (D2 –鉻鋼)
3.日本標準JIS
Code:
SxxC：Plain Carbon steel(黃牌 - S55C)
SUSxx：Stainless Steel (抗酸鋼- 420)
SCrx：Chromium Steel
SCMx：Chromium Molybdenum Steel（P20）
SKx：Carbon Tool Steel
SKSx：Low Alloy Steel (油鋼 - O1)
SKD11：MediumHigh Alloy Steel(鉻鋼- D2)
SKD6：Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H11)
SKD61：Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H13)
SKHxx：High Speed Steel (高速鋼- M 2)
SUMx：Free Cutting Steel (易切割鋼)
SUJx：Bearing Steel
05
常見的進口模具鋼及其參數(shù)性能
瑞典一勝百 STAVAXESR-S136 —高耐磨耐腐蝕預硬鏡鋼材
出廠狀態(tài)︰ HB215
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2316
相當百祿Bohler標準︰ M310
相當日立hitachi 標準︰ HPM38
相當大同DAIDO標準︰ PAK90
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★★
抗蝕性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :為高級不繡工具鋼。優(yōu)火花加工具有優(yōu)異的耐腐蝕性、拋光性、耐磨性和機械加工性，能獲得超鏡加工效果和優(yōu)質(zhì)表面，淬火時穩(wěn)定性好。模具長期使用后，模具孔表面仍保持原有的光滑狀態(tài)。模具在潮濕環(huán)境下運行或儲存時不需要特殊保護。建議用于高拋光注塑模具和腐蝕性塑料模具。
瑞典一勝百 8402 —優(yōu)質(zhì)熱作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當于布德魯斯Buderus標準︰ 2344
相當百祿Bohler標準︰ W302
相當日立hitachi 標準︰ DAC
相當大同DAIDO標準︰ DHA1
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述:耐磨性好，韌性和延展性好，穩(wěn)定性好，加工拋光性好，高溫強度和耐熱疲勞性好，淬火性好，熱處理尺寸變形小。用于金屬熱鍛模具、鋁擠壓模具、塑料模具、鋁壓鑄模具等。
瑞典一勝百 847 —高級熱作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 185
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2344ESR
相當日立hitachi 標準︰ DAC
相當大同DAIDO標準︰ DHA1
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
淬硬性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 :是鉻、鉬、釩合金工具鋼，純度高，質(zhì)量控制嚴密，組織細膩。8407的等向性(各向同性)比傳統(tǒng)的煉鋼系統(tǒng)要好H13更好。這對壓鑄模具、鍛造模具、擠壓模具等模具的抗機械疲勞和熱應力疲勞性能更有價值。因此，8407模具的硬度可以與普通模具相比H13提高1－2HRC而不是犧牲韌性。高硬度可以減緩熱裂紋的發(fā)生，提高模具的使用壽命。用于各種金屬壓鑄模具、擠壓模具、高質(zhì)量塑料模具。
瑞典一勝百 ASP23 —高耐磨高韌性粉末高速鋼高速鋼
出廠狀態(tài)︰ HB 260
相當日立hitachi 標準︰ HAP10
耐磨性︰ ★★★★☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述鉬釩粉末鋼，耐磨性高(耐磨粒磨損)，抗壓強度高，淬透性好，韌性好，熱處理尺寸穩(wěn)定性好，抗回火軟化性好。ASP-23特別適用于薄加工材料的下料和成型，或模具故障是由于混合磨粒磨損和粘附磨損，或知識磨粒磨損，表面塑性變形的風險也較高。例如，中碳鋼或高碳鋼、切割硬化鋼板或冷軋鋼帶、含玻璃纖維的塑料模具。
瑞典一勝百 XW-42 ;—高級高耐磨冷作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB210
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2379
相當百祿Bohler標準︰ K110
相當日立hitachi 標準︰ SLD
相當大同DAIDO標準︰ DC11
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述：是一種含鉬、釩的高碳、高鉻合金工具鋼。耐磨性與韌性兼?zhèn)?，?yōu)良的淬火性能，常被推薦用作需要很好耐磨性和適當韌性（抗沖擊）的模具。比如：精密五金模具，半導體模具，精密零部件等。
瑞典一勝百 718HH —高拋光預硬精密塑膠模具鋼
出廠狀態(tài)︰ 預硬HB 330-370
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2711
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 ：為真空熔煉之鉻-鎳-鉬合金鋼，改良的預硬塑膠模具鋼，出廠前已經(jīng)過淬硬及回火處理，無淬裂和熱處理變形風險，無需熱處理，可施以氮化及火焰硬化處理，以增進模具的表面硬度及耐磨性。非常優(yōu)良的拋光性能和改良的耐磨性能。用于熱塑性材料注塑模具和擠出模具，高表面光潔度之塑膠制品模具、吹塑模、成形模，結(jié)構(gòu)部件，軸類。
瑞典一勝百 VIKING —高耐磨高韌性冷作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB225
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★★☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述：良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性，良好的機加工，綜合了極佳的韌性和較好的耐磨性。應用于精沖模、切邊模、深拉模、冷鍛模等。
日本大同NAK80 —預硬鏡面精密塑膠模具鋼
出廠狀態(tài)︰ HRC37-43
相當日立hitachi 標準︰ HPM50
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 ：預硬鋼(36-43 HRC)，無須熱處理，可直接加工；表面和中心的硬度較均勻，切削加工性良好；放電加工性佳，放電加工后的研磨非常容易，因放電加工后表面硬度均勻且白層硬度較低；鏡面拋光性良好；焊接性良好；蝕紋性良好；尺寸穩(wěn)定，適合于精密零件及大批量生產(chǎn)。由于受其化學成分的影響，此料脆性較大，用在較為復雜的模具時易在加工應力較為集中的地方開裂。熱敏感性高，所在在焊接時要預熱，保溫及焊后后熱及去應力回火處理，否則就會有焊接失敗的危險。要注意的是當處理溫度超過520℃時，會引起尺寸的變化。
日本大同DC53 —高硬度高韌性冷作工具鋼
出廠狀態(tài)︰ HB255
相當日立hitachi 標準︰ SLD8
相當一勝百ASSAB標準︰ ASSAB88
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★★☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★☆☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述：大同制鋼DC53在SKD11基礎(chǔ)上改良，熱處理后硬度高于SKD11，高溫（520-530℃）回火后可達62-63HRC高硬度，在強度方面超過SKD11，韌性度是SKD11的兩倍。韌性在冷作模具鋼中較為突出，因此，用DC53制造的很少出現(xiàn)裂紋和崩裂，大大提高了使用壽命。線切割加工后的殘余應力，經(jīng)高溫回火減少了殘余應力。因此，大型模具和要求精密之模具在線切割加工后的裂紋和變形得到抑制。切削性超過SDK11。DC53的切削性優(yōu)于SDK11。因此，使用DC53可增加模具壽命和減少加工工序。
日本大同NAK55 —高預硬高性能精密模具鋼材
出廠狀態(tài)︰ HRC37-43
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 ：預硬化鋼，不需任何熱處理，適用于鏡面拋光加工的預硬化鋼。主要用于鏡面拋光模具，拋旋光性極佳，切削性，蝕花性佳。
日本大同S-STAR —預硬化高拋光耐腐蝕塑膠鋼
出廠狀態(tài)︰ HRC30-34
相當布德魯斯Buderus標準︰ X40Cr13
相當日立hitachi 標準︰ HPM38
相當一勝百ASSAB標準︰ S136
耐磨性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★★☆
加工性︰ ★★★★☆
拋光性︰ ★★★★★
抗蝕性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述：預硬抗腐蝕高拋光不銹鋼，高拋旋光性，耐腐蝕性佳，耐磨性好，尺寸穩(wěn)定性好 ，適合要求高鏡面，高耐磨，抗腐蝕的模具。比如：橡膠模具，VCD影碟模具，化妝品容器，以及醫(yī)療器械工具等。
日本大同DHA1 —高性能熱作工具鋼JIS SKD61
出廠狀態(tài)︰ HB229
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2344
相當百祿Bohler標準︰ W302
相當日立hitachi 標準︰ DAC
相當一勝百ASSAB標準︰ 8402
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
紅硬性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★☆☆☆
產(chǎn)品描述：大同制鋼DHA1在鋁，鎂壓鑄模具上運用較為廣泛。有著較好的切削性與耐熱平衡性等。是一種通用熱作模具鋼。DHA1使用在鋁鎂壓鑄模、壓鑄模關(guān)連部件、熱沖壓模、熱擠壓模、熱剪切刀片。
日本大同DC11 —高硬度高耐磨高鉻工具鋼JIS SKD11
出廠狀態(tài)︰ HB255
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2379
相當百祿Bohler標準︰ K110
相當日立hitachi 標準︰ SLD
相當一勝百ASSAB標準︰ XW-42
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述：長壽命高耐磨，高韌性，耐沖擊，熱處理不易變形，組織結(jié)構(gòu)細微，主要用于沖裁模、精密五金沖壓模具、冷作成形模、冷拉模、成形軋輥、沖頭。
日本日立金屬HPM1 —高級預硬模具鋼
品牌︰日本日立金屬
出廠狀態(tài)︰ HRC37-42
相當大同DAIDO標準︰ NAK55
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 ：高級預硬塑膠模具鋼材，硬度高達HCR37-42℃，無須再熱處理。采用特殊溶解，切削性好（HRC40時最好）大件模料亦擁有里外均衡的硬度以及加工性，切削性佳，拋旋光性佳，無須熱處理，易切削性佳，抗腐蝕性能好，拋旋光性極佳 。主要應用在精密橡膠模具，高強度模具板等。
日本日立金屬SLD —高耐磨高鉻冷作工具鋼JIS SKD11
品牌︰日本 日立金屬
出廠狀態(tài)︰ HB210
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2379
相當百祿Bohler標準︰ K110
相當大同DAIDO標準︰ DC11
相當一勝百ASSAB標準︰ XW-42
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★★★☆
加工性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 ：用途廣泛的通用型冷加工用工具鋼。具有極高的耐磨性,高抗壓強度，相對較好的韌性，淬火性能好,熱處理變形小。近年來隨著各向同性煉鋼工藝(Isotropy)的應用,SLD的性能又有了進一步的提高,使用效果明顯優(yōu)于其它SKD11類模具材料。用于沖壓、落料、剪切、拉伸、彎曲、壓印、冷擠、冷鍛、粉末壓制等模具。
日本日立金屬HPM50 —高拋光預硬精密模具鋼材
品牌︰ 日本日立金屬
出廠狀態(tài)︰ HRC38-43
相當大同DAIDO標準︰ NAK80
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★★☆
加工性︰ ★★★☆☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★☆☆☆
產(chǎn)品描述 ：有很好的拋旋光性能，放電性能極佳，經(jīng)過處理后的表面非常良好，可以取
代蝕花加工。在進行放電(電火花)加工后，表面硬度不會增高，可簡化后續(xù)加工程序，組織均勻，最適合精密蝕花加工，韌性優(yōu)良，機械特性卓越。主要應用在鏡面拋光模具。
日本日立金屬HPM7 —高級精密塑膠模具鋼材
出廠狀態(tài)︰ HRC29-33
相當布德魯斯Buderus標準︰ 2738HH
相當百祿Bohler標準︰ M238
相當大同DAIDO標準︰ PX88
相當一勝百ASSAB標準︰ 718
耐磨性︰ ★★★☆☆
韌性︰ ★★★☆☆
加工性︰ ★★★★☆
拋光性︰ ★★★★☆
抗蝕性︰ ★★★☆☆
產(chǎn)品描述 ：是P20+NI改良，經(jīng)過新技術(shù)特別提煉后，提高材料本質(zhì)伸展性，韌性，溶接性，大斷面材料的硬度比較均衡，被切削性比一般的快削鋼和CSM系鋼材都要好，焊接性極好，擁有良好的鏡面加工性，放電后很少產(chǎn)生條紋組織，硬化面的硬度低，擁有良好的韌性以及氮化特性。
日本日立金屬SLD8 —高硬度高韌性冷作工具鋼
品牌︰ 日本日立金屬
出廠狀態(tài)︰ HB235
相當大同DAIDO標準︰ DC53
耐磨性︰ ★★☆☆☆
韌性︰ ★★★★☆
尺寸穩(wěn)定︰ ★★☆☆☆
加工性︰ ★★★★☆
產(chǎn)品描述 ：SLD(日標SKD11)的改良版。因釩元素添加量的變更，加工性顯著上升。韌性比SLD好50%以上。而抗回火軟化方面，以530℃回火尚可得HRC62-63的硬度。利用此特性，對于時效變形及線切割時之破裂及變形都得以抑制。主要用在精密五金模具成型或者精密零件等要求韌性與耐磨性兼高的模具。
免責聲明：本文系網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有。但因轉(zhuǎn)載眾多，或無法確認真正原始作者，故僅標明轉(zhuǎn)載來源，如標錯來源，涉及作品版權(quán)問題，請與我們聯(lián)系，我們將在第一時間協(xié)商版權(quán)問題或刪除內(nèi)容！
還有更多精彩內(nèi)容，繼續(xù)閱讀！模具鋼淬火中的裂紋分析及解決方案
鋼鐵顏色與溫度之間的關(guān)系對照表
模具熱處理的24個知識問答
模具熱處理中存在的缺陷及預防
熱加工企業(yè)名錄，免費收錄熱加工企業(yè)網(wǎng)站！www.chinarjg.net
