模具工程师根据磨具的结构和应用，有效使用模具制造材料是磨具材料特性对产品寿命的关键危害之一。

　　模具热处理和表面强化是模具加工中的重要加工工艺，是保证磨具质量和使用寿命的重要组成部分。具体使用证明在磨具无效时，由于热疏忽而占很大比例。

　　磨具应用广泛，工作性质差异大，生产制造模具原材料范围广。目前冲压模具、塑料模具、压铸模具、粉末未冶金模具的原材料以钢为核心，部分磨具也可选用铸锌合金和聚合物材料。

　　磨具材料的特性标准及使用标准

　　研磨建筑用钢的关键技术性能如下：

　　1.硬度和耐磨性(主要磨具无效，确定产品寿命)

　　2.可加工性能(模具零件外观复杂，热处理工艺变化小)

　　3.强度延展性(足够的抗压强度承受高压，冲击载荷等条件耐磨性高)

　　4.切削性、抛光性和耐腐蚀性(塑料和添加剂的腐蚀性)。

　　主要用途可分为三类：磨具建筑用钢：

　　1.冷工模具钢：在热状态下制作金属材料变形磨具，包括：冲压模具、冷挤压模具、冷轧模具、粉末抑制模具。

　　主要用途可分为三类：磨具建筑用钢：

　　1.冷工模具钢：在热状态下制造金属材料变形磨具，包括冲压模具、冷挤压模具、冷轧模具和粉末抑制模具。规定高韧性、高耐磨性和足够的强度延展性。

　　2.热模钢：生产加热固体或形状记忆合金在压力下形成的磨具，包括：热锻模、压铸模。规定高温环境具有足够的抗压强度、韧性、耐磨性、高烧疲劳阻力和传热性

　　3.塑料模具钢:生产制造各种注塑模具。塑料品种多，规定差异大，模具钢覆盖面广。使用性能高(热处理工艺变型小，抛光性好，耐腐蚀)的关键规定

　　采用一般标准：实现性能指标规定，使用性能好，适度考虑合理性。

　　磨具常用的热处理方法

　　模具热处理包括磨料材料热处理和模具零件热处理。

　　磨料材料热处理：在炼钢厂进行，保证钢材质量，如基本物理性能，合金成分应符合国家标准或国家标准。其特点是批量生产大中型工业电炉。

　　模具零件热处理工艺：在模具厂和专业热处理厂进行。其特点是小批量生产或单件生产，加工工艺复杂多样，机械设备精湛。

　　热处理方法分为预备热处理和最终热处理工艺。常见的方法有：淬火、淬火、热处理、热处理、渗氮、渗氮等，如表所示。

　　冷工模具钢和热处理工艺

　　冷模主要用于金属材料或非金属材料的冲裁、拉伸、弯曲等工艺。工作中的零件具有拉压、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等机械功能。

　　关键无效方法:破裂、堆塌、损坏、粘附(咬牙)、咬伤、软化等。

　　冷工模具钢的重要技术性能：高变形阻力、破裂阻力、耐磨性、缓解疲劳和粘附性

　　常见材料包括：

　　调质钢，T10A，T12A

　　9Mn2V低合金钢、CrWMn、9SiCr、GCr15

　　金钢，高合汽车，Cr12、Cr12MoV

　　合金钢的主要特点:马氏体相变点Ms，含C量大，合金成分多，合金成分减少。

　　冷工模具钢和热处理工艺

　　冷工模具钢热处理工艺特点：加热方法（加热或阶梯加热）、加热材料(选用气氛炉和真空烧结炉)、散热方式(相对温和的散热方式可以减少变形)、表面处理(深冷处理、高频淬火)、工艺流程间安全防护(及时处理)

　　调质钢的热处理工艺：用于中小型简易冷作模具工作中不太高的零件，（T8A,T10A)，T10A最常用，强度延展性高。调质钢切削性能差，基本热处理后淬硬层1.5～3.0mm。调质钢切削性能差，基本热处理后淬硬层1.5～3.0mm。

　　低合金钢的热处理工艺：又称油淬钢，一般热处理温度低，在油中制冷，变形小，尺寸稳定性好。

　　常用材料有：铬钨合金钢(CrWMn，9CrWMn、锰钒钢(9Mn2V)、高碳钢锰钢(Cr2)、铬硅钢板(9SiCr)

　　高合汽车金钢的热处理工艺：通常是高铬碳钢，切削性能很高，具有微变形性，又称微变形钢，是高端冷工钢。

　　Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr5MoV等。

　　火苗热处理冷工模具钢的热处理工艺：专门为简化大中型、超大型冷工模具的生产工艺而开发，其热处理工艺特点是：淬火温度范围较宽（880-1150℃），适用于手工制作；切削性能高，风冷后硬度高，无论是芯部特性还是热处理变形选择性小。

　　冷工模具钢与热工模具钢的区别：冷工模具钢注重强度和耐磨性。

　　冷工模具钢与热工模具钢的区别：冷工模具钢注重强度和耐磨性。碳含量高，合金成分以提高切削性能和耐磨性为主。 热作模具钢强度适中，注重红硬、传热、耐磨。因此，碳含量低，合金成分以提高切削性能、提高耐磨性和红硬度为主。

　　塑料模具钢及热处理工艺

　　塑料模具钢的主要特点：

　　1.覆盖面广:从普通钢材到专用型钢。专用型钢有独到的见解，钢型前加SM

　　2.特点严格，热处理工艺难度大，规定可抛光性和镜面玻璃质量

　　3，防止变型

　　4，抗腐蚀

　　5，易削性

　　各种钢型热处理工艺

　　▇预硬底化塑料模具钢的热处理工艺

　　▇易切削预硬底化塑料模具钢的热处理工艺

　　▇非合金碳塑料模具钢的热处理工艺

　　▇渗C型塑料模具钢的热处理工艺

　　▇耐腐蚀塑料模具钢的热处理工艺

　　▇及时硬化塑料模具钢的热处理工艺

　　●预硬化钢一般是指钢厂进行最终热处理工艺（淬火回火）的建筑钢。

　　●典型的预硬底化塑料模具钢为SM3Cr2Mo.热处理方法为：840-880℃热处理、油冷、600-650℃淬火、风冷、32HRC供应强度。

　　●典型的预硬底化塑料模具钢为SM3Cr2Mo.热处理方法为：840-880℃热处理、油冷、600-650℃淬火、风冷、32HRC供应强度。

　　●对应的美国建筑钢为P20，德国钢40CrMnMo7，日本HPM2。P20钢渗Ｃ后热处理方法为： 820--870℃热处理, 淬火150-260℃，风冷，渗透ＣHRC层强度为58-64。德国钢40crmnmo7的切削性能优于SM3cr2mo，具有较强的工艺性能和抛光性能。

　　●在保证原有特性的同时，易切预硬化钢加入一种或多种易切合金成分。

　　●典型材料有:8crmnWMoVS(8crs)，当热处理工艺达到40-42HRC时，其切割加工性能与淬火T10A钢(200HBS)非常相似，具有较强的抛光和光刻技术腐蚀性。典型的性热处理工艺：800±10 淬火℃，保温2-4h，降温700-720 ℃，保温4-6h，炉冷，强度=58HRC。

　　●耐磨易切削钢：5CrNiMnMovsca

　　●碳塑料模具钢是冶金工业质量(纯度)较高的碳碳钢，含C量为0.4%-0.6%。

　　●典型材料有：SM455、SM50，类似于S45C-S58C的日本钢号。其热处理方法与传统加工工艺相同，对于中小型注塑模具零件，精度要求较低，首选该钢品牌。

　　●渗C型塑料模具钢：对于受冲击较大的注塑模具零件，规定表面硬芯部韧性，选用渗C钢。一般零件选择20cr。对表面质量要求较高的零件选用专业钢牌号：12CrNi3A。

　　●耐腐蚀塑料模具钢用于制造对金属有腐蚀性的塑料制品磨具 零件。

　　●典型的钢材品牌有：Cr13、9Cr18等可加强马氏体不锈钢。其热处理工艺与普通不锈钢金属制品相同。

　　●及时硬化塑料模具钢：针对外观复杂、精度高、使用寿命长的注塑模具零件，选用及时硬化钢，减少热处理工艺变形，提高模具零件的精度保持性。时效处理后，模具零件变松(28-34HRC)，便于生产加工成型，然后时效硬化，获得所需的综合物理性能。

　　●奥氏体时效硬化钢具有较高的强屈性、优异的加工性和焊接性。在固溶处理条件下，典型的钢牌号为18Ni，强度为28HRC，480 ℃时效性3h，强度可提高到43HRC，隔热时间长，强度可达52HRC。

　　●硬底化槽钢通过及时处理和积累加强，强度可达37-43HRC。象征性钢材型号有：25crNi3moal。这种钢冶金行业质量高，一般采用专用冶炼厂，纯读好，镜面玻璃研磨性好。其热处理工艺分为：第一次固溶处理(热处理)、第二次时效处理(淬火)和调质处理。

　　市场上常用的塑料模具钢

　　●718塑料模具钢(43元/企业)

　　●718塑料模具钢:交货状态已预加硬至HB285-320(HRC30-35)，无需再加硬层，绝不变形；可以继续加硬到HRC40。特点：经加热炉精炼或电渣再溶钢，适用于电腐蚀（火花放电）生产加工，易抛光；切割性能好，结合物理性能好。主要用于：

　　(1)大中型塑料磨具的长期供应；

　　(2)大型注塑模具有抛光处理规定。

　　●718H （ 36元/企业） 铬镍钼合金钢为真空熔炼，出厂前已进行淬火层和回火处理，具有以下两个优点：无淬火和热处理工艺变化的风险 不需要热处理工艺的费用 减少模具生产周期的时间 降低磨具成本(例如，不需要华侨变形) 调整方便的磨具 可采用渗氮处理和火眼金眼固化处理，提高模具的硬度和耐磨性。 718H适用范围： 大中型使用寿命长的塑料注塑模具，如家用电器产品、计算机外壳等表面光滑度高的橡塑产品。由于硬度高，适用于注塑模具中的滚轮成型专用工具。制动系统模具（弯板模具）的缩小（根据生产需要，可增加火焰硬化或氮处理）结构部件和轴 ●718H建筑钢材专业： 抛光性和工艺性能好，建筑钢材纯度高。

　　●出厂情况：预硬HB： 330-370

　　●S136 (96元/企业)

　　●S136 －－超耐磨耐腐蚀预硬镜玻璃建筑钢一胜百(瑞典)ASSAB STAVAX ESR(S-136)高端不锈钢合金钢，具有以下特点:

　　●耐腐蚀性好

　　●抛光性好

　　●耐磨性好

　　●机械设备良好的工艺性能

　　● 综合上述优点具有良好的热处理可靠性，促使钢材品牌具有非凡的生产特点。由于其良好的耐腐蚀性，注塑模具中常用的好处如下：

　　● 长期使用相对较低的维修费用磨具后，模穴外观仍保持原有光滑。

　　HPM38 (日立金属材料 )

　　超耐磨耐腐蚀预硬镜玻璃建筑钢HPM38是一种含有Mo不锈钢板的13Cr系统，经过特殊熔化制成，具有很好的耐腐蚀性。

　　HPM38 (日立金属材料 )

　　超耐磨耐腐蚀预硬镜玻璃建筑钢HPM38是一种含有Mo不锈钢板的13Cr系统，经过特殊熔化制造，具有很好的耐腐蚀性。因此，更适合硬度大、耐腐蚀镜玻璃要求高的注塑模具，HPM38热处理工艺规格变化小，适用于高精度热处理工艺。此外，它具有很强的腐蚀性，有利于模具维护。主要用于日用全透明产品(家用电器、诊疗、食品)高抛光标准的磨具及其耐腐蚀标准的压铸模具。如：通信设备零件、医疗机械零件等。

　　特点：抛光性好，耐腐蚀性好，热处理工艺规格小 。

　　热作模具钢及热处理工艺

　　热模主要包括锻模、热挤压模、压铸模等

　　关键无效方法:破裂(干裂或机械疲劳裂)、形状变化或凹模堆塌、热疲劳、热磨损和热熔损。

　　热作模具钢的主要特点：除使用性能较好外，还规定在各种条件下具有较强的抗压强度、延展性、强度和耐热性。一般C含量较低，多元合金化(含Cr、W、Mo、Ni、V、Si、Co等）

　　耐磨热作模具钢：用于制造受冲击负荷较大的热作模具工作中的零件。一般C含量较低，多元合金化(含Cr、W、Mo、Ni、V、Si、Co等）

　　耐磨热作模具钢：用于制造受冲击负荷较大的热作模具工作中的零件。

　　典型钢材型号：5CrNimo和5CrMnmo。

　　高热强度热作模具钢：制造压铸模具和机锻模具工作部件的关键。要求具有较高的热强度、热疲劳、热熔损伤、淬火阻力、耐热性。一般含有较多的Cr、W、Si、Mo、V等合金成分。意思是钢型有： 4Cr5Mosiv、 4Cr5Mosiv1(海外型号H13)、4cr3Mo3Siviviv

　　热作模具钢耐磨性高：具有良好的红硬热磨损性，具有较高的持续高温抗压强度，持续高温韧性耐热性。意思是钢型：3Cr2W8V，含W量大。淬火温度高：1100-115 ℃.为减少变形，应缓慢加热，加热复杂、大中型零件

　　其他模具钢的热处理工艺

　　磨具采用生铁热处理工艺：生产大中型复杂磨具，一般选用球墨铸件、合金铸铁。淬火和高温回火是典型的热处理工艺。

　　铸钢磨具热处理：大中型锻造模具，主要代表ZG5CrMnMo、ZG5CrNiMo等。淬火和回火通常是热处理工艺。

　　钢结硬质合金刀具的热处理工艺：以钢基材为粘结相，以金属碳化物为硬相，按粉末冶金工艺抑制煅烧。其热处理工艺与合金结构钢基本一致。

　　时效硬化钢

　　所有能根据时效热处理提高硬度的碳素钢，都称为时效硬化碳素钢。典型的钢材品牌包括奥氏体及时性钢和沉淀硬化不锈钢。前者的基本特征是碳含量≤0.03%和镍18%～25%，并添加各种合金成分，可产生及时硬化。主要用于飞机上的一些部件、火箭弹发动机外壳等，也用于压铸件等。沉淀硬化不锈钢可分为马氏体-奥氏体沉淀硬化不锈钢和马氏体沉淀硬化不锈钢。马氏体-奥氏体沉淀硬化不锈钢可用作机场人体的薄壁结构、蜂窝结构、材料储罐、火箭发动机外壳、压力容器等。奥氏体沉淀硬化不锈钢能耐空气、水等物质的侵蚀，用于制造液体火箭外壳和核