模具钢分类

按化学成分分为：

(1)碳钢：s50c、s55c；

（2）合金钢：Ⅰ类低合金钢（≤5%）； ⅱ中合金钢（5%～10%）； ⅲ 高合金钢（>10%）。

按用途分为：塑料模具钢、冷作模具钢、热作模具钢。

1、一般塑料模具钢以预硬状态供货（即预调质=淬火+高温回火），而热作、冷作钢则以退火状态供货。

2、塑料模具钢的选择塑料模具的使用条件是多种多样的。 模具所用钢材一般应符合下列要求：

(1)优良的加工性能：塑料模具型腔的几何形状十分复杂，常有深孔、深槽、窄缝等加工零件。 钢材必须易于切割。

(2)优良的抛光性能：无论何种塑料模具，型腔允许的表面粗糙度极小，几乎都要求镜面光泽。 要达到镜面光泽，要点是钢材的硬度必须不低于38hrc、40~46hrc、55hrc。 要达到镜面光泽，钢材首先必须具有尽可能少的夹杂物、无气泡、纤维结构均匀。 为了减少批量生产中模具的磨损，除了型腔表面硬度外，表面粗糙度也是一个重要条件。

(3)良好的表面腐蚀加工性：有许多模具要求成型的塑件表面用各种其他物质进行图案化。 如皮纹、丝纹、布纹、精细图案等。这就要求钢材的纹理细腻、均匀，否则表面腐蚀效果会很差。

(4)必须既耐磨又坚韧：塑料模具长期承受热交变载荷，同时还长期受到摩擦力。 如果只考虑耐摩擦的一面而不考虑承受热交变载荷的一面，如果采用高碳高合金钢做冷冲压模具，必然会出现韧性不足而导致开裂。

(5)淬火性能好、变形小：大多数塑料模具特别是热固性塑料模具的型腔零件都必须进行热处理。 这就要求钢具有良好的淬透性、变形小。 一般用于成型热塑性塑料的模具可进行回火、预硬化等处理。用于成型热固性塑料的模具必须进行硬化处理。

(6)良好的电火花加工性：塑料模具的凹腔常采用电火花加工，电火花加工后表面的硬化层应浅，以利于抛光。 塑料模具型腔加工中抛光是一项耗时的工作。 时间长了就会增加成本。 目前，自动抛光技术尚未达到实用阶段，手工抛光仍是主要方法。 硬化层越厚，抛光时间越长。

(7)耐腐蚀性：有些塑料，如聚氯乙烯，在成型时会产生盐酸气体，对模具型腔有腐蚀作用。 因此，对于腐蚀性气体中使用的塑料模具，必须考虑钢材的耐腐蚀性能。

(8)焊接性好：在型腔加工中，有时不可避免地要进行补焊。 因此，模具钢必须具有良好的焊接性能。

◆选择塑料模具钢材时，应一一考虑以下条件后再做出决定。

(1)塑件生产批量大小：模具是高效的生产工具。 每个模具的使用寿命与零件的成本直接相关。 设计模具时，除了根据产量考虑每个模具的型腔数量外，还必须考虑其使用寿命。 如果批量小，对钢材的要求可以低一些； 如果批量大，必须选择钢材，以保证使用寿命，避免重复制作模具。

(2)塑件的尺寸精度：塑件的尺寸精度在很大程度上取决于模具的制造精度，而模具的制造精度又决定了制件的合格率。 对于要求高精度（SJ/T10628-95的3级、4级精度）和超高精度（SJ/T50628-95的1级、2级精度）的塑件，应采用模具钢。

(3)零件的复杂性：零件越复杂，型腔加工就越困难，因此必须选用切削性能好的钢材。 零件的复杂程度越高，尺寸越大，加工零件越多。 因此，必须考虑加工应力和变形。

(4)零件的体积尺寸：零件越大，型腔切削量越大。 当切削量大时，切削应力也大。 因此，大型零件的模具选用易切削钢。 零件较小，型腔容积较小，所用刀具（主要是铣刀）强度较低，切削量很小。 选择钢材时，应选择质地均匀、合金碳化物分布细小、均匀的钢材。 小型模具通常先进行预硬化，然后再进行加工。 必须考虑处理的可能性。

(5)零件的外观要求：如果塑料件是装饰件，其表面质量会极大地影响产品的销售。 对于塑件外观要求较高的塑件，选用真空熔炼或电渣熔炼钢材，以达到最佳的型腔抛光效果。

◆钢材的抛光性透明塑料制品的生产，特别是光学仪器，对成型模具的抛光性（即镜面光洁度）要求非常高。 影响镜像处理性能的因素包括：

(1)钢材冶金质量：不得使用易切削钢。 采用vad、var、esr等工艺，可以提高钢的纯净度，从而提高抛光性能。

(2)结构不均匀性：即微观偏析的影响。 措施是掌握出钢后的浇注工艺和钢锭的结晶质量； 充分锻造，保证密度； 浸泡处理或ESR。

(3)硬度：硬度高有利于镜面抛光。 热处理后表面渗碳或脱碳导致表面质量恶化，影响抛光性能。

(4)抛光技术：抛光过程中避免表面接触应力过大。 否则，较软的基体将被侵蚀，释放碳化物，随后在钢表面留下缺陷。

3、钢材的硬度

●常规表示形式有布氏（hb）、洛氏（hrc）、维氏（hv）、里氏（hl）硬度等，其中以hb、hrc较为常用。

●hb应用范围广泛，常用于供应状态。 铜和铝也可用。 hrc适合表征高硬度材料，如热处理硬度等，两者的区别在于硬度计的探头不同。 布氏硬度计的探头是钢球，而洛氏硬度计的探头是金刚石。

●在一定条件下，hb和hrc可以互换。 换算公式可粗略记为：1hrc≈1/10hb。

●hv-适合显微分析，也可提供cu和al。

●hl-便携式硬度计，测量方便，但对试样厚度有要求。