42CrMo圆钢

美国按模具服役条件将模具钢分为三大类，美国金属学会工具钢委员会列出了：冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。其中，冷作模具钢又分出12小类，热作模具钢9小类，塑

料模具钢2小类。每个小类的选材又取决于三个主要因素：

◆ 尺寸大小和形状的复杂性，

◆ 被加工的材料，

◆ 耐久性要求或设计寿命。

1.冷作模具钢 　　（1）分为五组：w组、o组、a组、d组、s组。

◆ w组即水淬工具钢，有11个钢种，7个碳素工具钢，含碳量从0.7％-1.3％。

◆ o组即油淬冷作模具钢（俗称油钢），有4个钢种，含碳量在0.85％-1.55％，

◆ a组即空淬中合金冷作模具钢，有9个钢种，含碳量从0.5％-2.25％。

◆ d组即高碳高铬冷作模具钢，有7个钢种，含碳量0.9％-2.5％。

◆ s组即耐冲击工具钢，有7个钢种，含碳量0.4％-0.6％。

用于冷作模具还有高速钢（hss组）和超高速钢（shss组），钴基硬质合金和钢结硬质合金（ha组），粉末钢和工程陶瓷（pim组），碳钨工具钢（f组），特殊用途工具钢（l组）。

（2）冷作模具钢的选用

冷作模具钢的主系列是高硬冷作类，主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具，硬度高于hrc60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具，硬度低于hrc60- 62，主要用s类和部份a类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模，如汽车外型冲压件，主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。

 高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度" 比值。且硬度可在hrc60-70之间选择。

粉末模具钢有优良的耐磨寿命，硬度不大高hrc60-62，应用相当多。

碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。

2.热作模具钢

美国热作模具钢分二大类：热作模具钢，和超级热强合金。

热作模具由于在有温度的条件下工作，要求材料具有热强性和热耐磨性，为了保证模具的使用寿命模具要冷却，热冷交替模具会出现龟裂，即热疲劳裂纹，所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。

按热强性排列的主系列进行选材:

 低合金调质模具钢（6g，6f2，6f3）→中铬热作模具钢（h11、h12、h13）→钨热作模具钢（h21，h22）。

 非标准的热作模具钢：例如热镦锻模具用时效硬化型的6h4。使用h11、h12、h13出现了不能满足热耐磨性时，可以选择6h1，6h2。

 当要求模具以热作耐磨性为主时，可以选择d2，d4→m2，m4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的，但其热疲劳性（即冷热抗疲劳裂纹）很差，

3.塑料模具钢 　　美国是最早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家，以p来表示为主，共分为五类。

◆ 渗碳型塑料模具钢：p1，p2，p3，p4，p5，p6。这类钢含碳量很低，主要是美国早期及用挤压成型制模法，要求冷塑性好，有高的挤压性能，成型后表面渗碳淬火提高表面硬度，使用寿命长。芯部超低碳可使淬火时变形量最小。

 ◆调质型塑料模具：p20，p21。目前塑料模具中p20的用量很大，已成为主体，大多数在预硬状态时使用。

 ◆ 中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有h13，而l2和s7，o1和a2也有应用。这一类的特点是：

（1）基本属二次硬化金钢，500-600oc时的热强性好。

 （2）含铬较高，大气腐蚀性好。

 （3）淬透性极好，适用于大模块。

 ◆不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模，主要钢号有420，414l，440，416。

 ◆时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。有两种，一种是p21低碳ni-a1时效钢；另一类是18ni马氏体时效钢。后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。

 塑料模具钢的选用

 薄壁的塑料箱体，生产批量在小于10万件时，用p20，p21预硬态（hb250～300），腐蚀性较强时用414l。

 高寿命的普通塑料模，用p6或p20，经渗碳一淬火后硬度在hrc54-58；塑料件不太大时，可用o1，s7。腐蚀性较强时用420。

 非高温的热固性模用p6，p20经渗碳淬火后使用。腐蚀性强用420。

 高温热固性塑料模用h13和s7或渗碳钢p4。这些含铬较高有好的抗回火性和抗高温氧化性。