42CrMo圓鋼

美國按模具服役條件將模具鋼分為三大類，美國金屬學會工具鋼委員會列出了：冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。其中，冷作模具鋼又分出12小類，熱作模具鋼9小類，塑

料模具鋼2小類。每個小類的選材又取決于三個主要因素：

◆ 尺寸大小和形狀的復雜性，

◆ 被加工的材料，

◆ 耐久性要求或設計壽命。

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，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，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類和最普通的調質鋼、彈簧鋼、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。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。

粉末模具鋼有優良的耐磨壽命，硬度不大高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：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。

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（即冷熱抗疲勞裂紋）很差，

3.塑料模具鋼 　　美國是最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，p3，p4，p5，p6。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最小。

 ◆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）淬透性極好，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。有兩種，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（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。