模具钢材种类与用途详解：冷作、热作及塑料成型模具钢全解析

模具材料是模具制造行业的材料和技术基础，其中模具钢是传统的模具材料，其品种、规格和质量对模具的性能、使用寿命和制造周期起决定性的作用。由于产品不同，需求不同，国内外模具钢的名称不同，但一般都有行业内常用的名称，如黄卡钢，一般是指中碳钢，日本大同S50C、S55C、国产45#钢。根据用途，模具钢一般可分为三类：冷作模具钢、热作模具钢和塑料成型用模具钢

冷作模具钢

冷作模具钢主要用于制造在冷态下压制和成型工件的模具。如：冷冲压模具、冷冲压模具、冷拔模具、压花模具、冷挤压模具、压线模具和压粉模具等。冷作模具钢的范围很广，从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。冷作模具钢是一种真空脱气精炼钢，内在质量纯正，机械加工性好，切削改善明显，淬透性好，风冷硬化不易淬火，耐磨性优良，韧性好，可用作不锈钢和高硬度材料的冲孔模具。

热作模具钢

热作模具钢主要用于制造高温下工件压力加工的模具。如：热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热锻模具等。常用的热作模具钢有：添加Cr、W、Mo、V等合金元素的中高碳含量合金模具钢;用于特殊要求的热作模具钢，有时制成高合金奥氏体耐热模具钢。

塑料模具钢

因为塑料的品种很多，对塑料制品的要求也差别很大，对于用于制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性能要求。因此，许多工业发达国家都形成了广泛的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳塑料模具钢、预硬化塑料模具钢、时效硬化塑料模具钢、耐腐蚀塑料模具钢、易切削塑料模具钢、整体硬化塑料模具钢、马氏体时效钢和镜面抛光用塑料模具钢。

以下是常用模具钢的牌号和应用，仅供参考：

成型件的材料选择

.1 成型件是指与塑料直接接触成型的模具零件，如型腔、型芯、滑块、嵌件、斜屋顶、侧拉等。

.2 成型件的材料直接关系到模具的质量和寿命，并决定着成型塑料制品的外观和内部质量。

.3 模压零部件的选择原则是根据模压塑料的类型、产品的形状、尺寸精度、产品的外观质量和使用要求、生产批量的大小等选择不同类型的钢材，同时兼顾切割、抛光、焊接、蚀刻、变形、 材料的耐磨性和其他性能，并考虑模具的经济性和制造条件和加工方法。

.4 对于成型透明塑料制品的模具，型腔和型芯需要选用镜面抛光性能高的高级进口钢材，如718（P20+Ni）、NAK80（P21）、S136（420）、H13钢等，其中718和NAK80经过预硬化处理，不需要热处理;S136和H13钢经过退火处理，硬度一般为HB160-200，粗加工后需要真空淬火和回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。

.5 对于对产品外观质量、长寿命、大批量生产的模具，成型件的材料选择如下：

a） 型腔需采用镜面抛光性能高的高级进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均经过预硬化处理，无需热处理。

b） 芯部可选择低等级进口P20或P20+Ni钢，如618、738、2738、638、318等，均经过预硬化处理;对于小批量生产的模具，也可以选择国产塑料模具钢或进口优质碳钢，如S50C、S55C。

.6 对于对产品外观质量有一般要求的模具，成型件的材料选择如下：

a） 小型精密模具的型腔和型芯采用中档进口P20或P20+Ni钢。

b） 大中型模具，模压塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用低档进口P20或P20+Ni钢;芯材可选用低档进口P20钢或进口优质碳钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。

c） 对于蚀刻表皮图案的空腔，在蚀刻梨磨碎的晶粒时，应尽量避免使用 P20+Ni 2738 （738） 牌号。

.7 对于无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材没有特殊要求，成型件选择如下

a） 对于大中型模具，型腔可选择低等级进口P20或P20+Ni钢，或进口优质碳钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni塑料模具钢;芯材可采用进口或国产优质碳钢。

b） 对于小型模具，如果产量较高，结构较复杂，型腔可选择低牌号进口P20或P20+Ni钢，也可选择国产P20或P20+Ni塑料模具钢;芯材可采用国产塑料模具钢制成。

c） 对于结构简单、产量低的小模具，型腔型芯可选择国产塑料模具钢或优质碳钢。

.8 对于含氟、氯等腐蚀性塑料及各种用阻燃塑料的模具的成型，如果产品要求高，可选择进口耐腐蚀钢，一般要求可采用国产耐腐蚀钢。

.9 对于塑料对钢材有较强摩擦和冲击力的成型模具，如用于注射尼龙+玻璃纤维材料的模具，应选用具有高耐磨性、高抗拉强度、高韧性等优点的进口或国产H13钢材。

.10 模制嵌件通常由与嵌入零件相同的材料制成。对于模具中难以冷却的部分或需要高冷却效果的部分，镶件材料应为铍青铜或合金铝

非模制部件的材料选择

.1 模板材料参照模架标准，模板一般为进口S50C或国产SM45，要求HB160-200，硬度均匀，内应力小，不易变形。导柱材料为 GCr15 或 SUJ2，硬度为 HRC56-62。导套、推板导柱、推板导套和复位杆的材料可以是GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62;也可使用T8A、T10A，硬度为HRC52-56。

.2 模具中一般的结构件，如顶出定位环、立柱、顶出限位块、限位杆、锁模块等，对硬度和耐磨性没有特殊要求，可选用国产SM45钢，正火状态，硬度HB160-200，无需热处理。

.3 对硬度、强度和耐磨性要求较高的零件，如浇口套、楔形张紧器、耐磨块、滑块压盘等，应选用碳素工具钢或优质碳素工具钢，如T8A、T10A等。这些钢经过淬火以提高其硬度和耐磨性。

对于结构工程师来说，了解常用的模具钢就足够了，毕竟制作模具并不专业。对于模具工程师来说，不仅要了解，还要熟悉，熟悉模具钢材的选择、模具钢的价格、模具钢的用途等等，因为模具分为塑胶模具和五金模具或者压铸模具等，很难什么都精通，也不可能做到全面， 所以了解和熟悉自己的领域是相当不错的，当然，如果你对这个领域感兴趣，你可以深入研究。