适合制造塑料制品的模具钢。 作为塑料模具钢材，应选择工艺性能好、性能稳定、使用寿命长的钢材。 可分为：（1）适用于冷挤压成型的塑料模具钢，多采用工业纯铁，或10、15、20钢和20Cr钢； (2)对于形状不太复杂的中小型模具模具可选用T7A、T10A、9Mn2V、CrWMn、9CrWMn、Cr2等工具钢。 对于大型塑料模具，可选用4Cr5MoSiV钢或空冷微变形钢（如PDAHT-1铬钼钒钢）。 要求高耐磨性时可采用Cr12MoV钢； (3)复杂精密模具采用18CrMnTi、12CrNi3A和12Cr2Ni4A等渗碳钢，也可采用空冷微变形钢PDAHT-1和预硬钢； (4)压制会析出有害气体并腐蚀模具的塑料时，应采用马氏体不锈钢，如2Cr13、3Cr13等。

过去，我国没有专用的塑料模具钢。 一般塑料模具采用正火45、40Cr经调质处理后制成。 因此，模具硬度低，耐磨性差，表面粗糙度高，加工后的塑料制品外观质量差。 而且模具的使用寿命较低； 精密塑料模具和高硬度塑料模具采用CrWMo、Cr12MoV等合金工具钢，不仅加工性能差，而且复杂型腔加工困难，且无法解决热处理变形问题。 由此，国内开发了塑料模具专用钢，并取得了一定的进展。 我国有自己的特种模具钢系列。 目前已纳入国家标准的有两种，即3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo。 已纳入行业标准的类型有20余种。 十余种新型塑料模具钢已在生产中推广应用。 我国塑料模具用钢体系已初步形成。

塑料模具钢具有以下特点

1、塑料模具用钢涵盖范围广，从普通钢到特殊钢。 这一点在塑料模具的早期表现得更加明显，现在已经日趋正规和先进。 特种钢有自己的体系。 模具钢的化学成分与合金工具钢基本相同，但冶金质量较高，加工性优良，有利于热处理。 2、塑料模具钢性能要求严格，热处理难度大。 3、为了避免模具零件在钢化过程中出现变形或其他热处理问题，模具钢通常以预硬形式供应市场。 4、石油化工产品制成的塑料制品具有不同的腐蚀性能，因此耐腐蚀钢也得到广泛应用。 5、随着预硬钢和非调质钢的应用，易切削加工也是塑料模具钢的一个特点。

塑料模具用钢的发展及应用最新趋势

1、开发易于加工、抛光性好的材料。 随着光盘、磁盘、棱镜等精密零件的生产，对易加工镜面钢的要求不断提高。 此类钢含非金属杂质少，金相组织细小均匀，无纤维方向性。 是塑料模具钢的主要发展方向。 2、耐腐蚀钢模具在长期运行和维护过程中容易生锈、腐蚀。 近年来，由于塑料成型中添加了各种成分，模具更容易受到腐蚀。 因此，要求提高基材本体的耐腐蚀性能，并开发了一些耐腐蚀不锈钢材料。 3、马氏体时效合金钢具有足够的力学性能和突出的工艺性能，特别是高强度、高韧性、耐磨性、低热膨胀系数。 是制造注塑模具的优良钢材。 但价格昂贵。 4、硬质合金主要用于制造寿命要求高的模具和大批量生产的零件。

合理选用塑料模具钢材

随着塑料制品越来越多地应用于工业和日常生活中，塑料模具行业对模具钢材的需求量也不断增加。 在塑料成型加工中，模具的质量对于保证产品质量起着不言而喻的作用。 目前塑料模具正向精密化、大型化、多腔方向发展，对塑料模具钢的性能要求越来越高。 塑料模具钢的性能应根据塑料的种类、产品用途、生产批量、尺寸精度和表面质量要求而定。

一、影响塑料磨具钢选用的因素

塑料模具的零件分为两大类：一类是结构件，包括浇注系统、导轨、顶出模板、顶出机构、支架等；另一类是结构件，包括浇注系统、导轨、顶出模板、顶出机构、支撑件等。 其中，第一类零件可以根据机械零件的要求进行强度和结构设计。 材质一般为中低碳结构钢、合金钢和碳素工业钢。 由于成型零件结构复杂，要求工件具有较高的尺寸精度、较低的表面粗糙度、良好的接缝附着力，这对模具材料的机械性能、耐磨性、加工工艺等提出了专业要求。

1.1模具的主要失效模式：由于模具的工作温度高、压力大，一些塑料材料容易与模具表面发生磨损和腐蚀，有时还会受到脱模时造成的冲击和碰撞。 主要有三种失效模式：

1.1.1表面磨损由于塑料中的增强树脂填料，使模具型腔表面受到侵蚀、磨损和腐蚀，影响模具型腔表面粗糙度值增大，尺寸超差。

1.1.2变形：模具局部发生塑性变形，造成凹陷、皱纹、麻点、塌边等表面损伤。

1.1.3断裂是模具内局部应力集中而引起的断裂现象。

1.2模具制造和使用要求塑料模具对材料强度和韧性的要求比冷作模具和热作模具低。 根据其失效模式和工作要求，其基本性能要求总结如下：

1.2.1足够的耐磨性由于表面磨损是模具的主要失效模式之一，因此模具应具有足够的硬度，以保证模具的耐磨性和模具的使用寿命。 通常需要选择适当的材料和适当的热处理方法来满足硬度要求。 但当硬度达到一定值时，硬度对提高耐磨性的作用就不明显了。

1.2.2减少热处理变形的影响。 由于注塑件的形状往往比较复杂，塑料模具在硬化后很难加工，有时甚至无法加工。 为了增加硬度，需要进行热处理。 必须采取适当的措施来减少热处理变形的影响。 对于热处理后必须加工的模具，应选用热处理变形小的材料。

1.2.3 优良的切削加工性能。 切削加工成本往往占塑料模具制造的大部分。 为了延长切削刀具的使用寿命和保证加工表面质量，要求模具材料具有良好的切削加工性能。 对于预硬材料，要求淬火后还具有良好的加工性能。

1.2.4 良好的抛光性能和蚀刻性能。 为了获得高质量的塑料制品，必须对模具型腔表面进行抛光，以降低表面粗糙度值。 为了保证模具具有良好的电加工性和镜面抛光性，用于图案和图案蚀刻，模具钢应具有较高的材料纯度，组织细小、均匀、致密，无纤维方向性。

1.2.5耐腐蚀性能好 PVC或含有阻燃剂等助剂的塑料制品在注塑时会分解出腐蚀性气体，对模具表面产生一定的化学腐蚀作用。 制作此类模具时，应选择具有一定耐腐蚀性能的钢材。

2、常用模具钢的种类及特点

2.1渗碳钢由于渗碳钢硬度低，退火后塑性好，可采用冷挤压成型，从而提高工作效率，降低成本。 挤压复杂型腔时，退火后硬度小于100HBS； 挤压浅腔时，硬度小于160HBS。 挤压成型后，经渗碳、淬火、回火后，表面硬度为53~62HRC。 满足表面耐磨性高、心部韧性好的要求。 08Cr4NiMoV（LJ）是国内开发的冷挤压成型专用钢。 具有成形性能优良、渗碳层深、热处理变形小、耐磨性好等优点。 淬火处理的最佳温度为850℃，回火温度可根据模具的工作条件选择。

2.2调质模具钢的工艺要求是在完成模具机械加工后进行调质处理，使模具达到较好的综合力学性能。 一类是45、55等优质碳素钢，适用于形状简单或精度要求不高、使用寿命短的模具。 可选用SM45、SM55（YB/T094-1997、YB/T107-1997、YB/T129-1997）等塑料模具专用钢。 该钢具有良好的纯净度和稳定的机械性能。 另一类是合金钢，调质后可进行碳氮共渗，进一步提高耐磨性和耐腐蚀性。 其中：40CrMo具有良好的低温韧性和较低的缺口敏感性，适合制作中型模具。 42 CrMo是一种高强度钢，具有高疲劳极限和良好的低温韧性。 适用于制造需要一定强度和韧性的大中型塑料模具。 38CrMoA1是典型的渗碳钢，经淬火、回火后进行氮化处理。 具有较高的表面硬度（大于850HV），并具有一定的耐腐蚀性。 适用于PVC、PC塑料模具。 此外，5CrNiMo、5CrMnMo等热作模具钢主要用于要求较高温度和较高耐磨性的塑料模具，如热固性塑料模具。

2.3预硬塑料模具专用钢可直接使用已预硬的模块、扁钢进行加工，避免了加工后热处理造成的各种缺陷，从而提高了模具的制造精度，缩短了生产周期。 塑料模具钢的主流品种可分为普通型、易切削型、非调质型。

3、模具钢材的选用及热处理

加工和抛光占塑料模具生产成本的70%~80%。 因此，在选择模具材料时，应在保证模具性能要求的同时，尽可能提高其加工性能。 选择方法可以如下进行。

(1)根据塑料制品的种类和质量要求来选择。

(2)根据塑件生产批次选择。 当其他影响因素确定后，生产批量越小，对模具的耐磨性和使用寿命的要求越低。 因此，可以选择性能指标低的材料。 对于小批量，可选用调质复合钢或碳钢。 中批量（30万～100万片）可选择P20、5NiSCa、SM2等，大批量可选择5NiSCa、PMS等。

(3)根据塑件的尺寸和精度要求来选择。 对于大型、高精度注塑模具，大批量生产塑件时，采用预硬钢来防止热处理变形。

(4)根据塑件的复杂程度选择。 应充分考虑模具的加工工艺，尽可能采用易切削加工、热处理变形小、耐磨性好的材料。