為什麼不能生產高檔模具用鋼

『壹』 我國為什麼不能生產高檔模具用鋼

• 大家都知道模具鋼是工業基石，模具鋼的品質好壞與牌號是否齊全，代表了一個國家的製造水平和科技水平，改革開放之後，西方發達國家的企業紛紛進入我國開設工廠，我國才慢慢開始涉足特殊鋼行業，行業要發展就必須要有足夠的用戶，有需求才能帶動生產和發展，所以改革開放之前，我們沒有生產研發模具鋼的條件。

• 另外無論是設備還是原材料，長期以來都掌握在瑞典、瑞士、德國、美國、奧地利、日本等國家手中，國內大學都沒有全系列的軸承及潤滑專業和特種材料學科，實驗室也是近幾年為了軍工需要才開始設立的，很多方面都與西方國家相差幾十年，生產模具鋼需要幾十道工序，傳統工藝和現代工藝需要分開進行處理，各種稀有金屬元素的添加和比例也是長期實驗總結的。

• 我們國家的模具鋼的生產工藝落後，鋼材質量差，品種少已經是眾所周知，比如國產的H13、D2等模具鋼在質量上只能達到美國模具鋼的通用astma681標准，這個標准屬於非常一般水平，只能基本上能滿足一般的簡單工業模具使用，但對高標準的用鋼企業提出的高要求，我們無法滿足，再加上前幾年政府出台政策亂關小煉爐，很多特種鋼用量小，而且型號多，也不可能多煉，所以因為關閉小鋼廠的浪潮也阻礙了我國的特種鋼發展。

• 模具鋼在短時間內依賴進口的格局很難改變，例如德松模具鋼16年的模具鋼進口量就達到5000多萬，目前國產的合金模具鋼國際先進水平相比，無論在品種、質量、尺寸規格及性能等方面存在的差距大概有20年左右，所以高精端的材料，我們目前還不能生產，但是我們目前的經濟實力雄厚，相信很快會迎頭趕上！

『貳』 為什麼中國的鋼材產量世界第一，特種鋼材仍依賴進口

中國是鋼鐵大國，但不是鋼鐵強國。中國鋼鐵年產量全球第一但是絕大多數都是中、低級鋼材；合金鋼、特種鋼技術不過關；只能大量依賴進口。

例如日本的鋼材，有很多是國內沒有能力生產的，比如高精度模具鋼，只要你想製造高精度模具，就只有買他們的鋼材。我們已經是鋼產量第一大國，每年也依然要從日本進口大約200萬噸各類鋼材——而我們進口的基本上全是我們自己無法生產的特種鋼材。

全是那些噸鋼利潤達到粗鋼的幾百甚至幾千倍的品種。近些年國內上了很多特種鋼生產線，新聞上大肆宣傳終於實現國產化雲雲，但是很少有新聞里詳細說，這些生產線基本上都是合資的。

比如車用鋼板，基本上都是用的新日鐵的技術。中國出原料、資金、人力還要承受污染，卻只拿了一個小頭。

(2)為什麼不能生產高檔模具用鋼擴展閱讀：

從某種意義上說，我國特鋼行業的話語權主要體現在對國際主要特鋼產品的定價權上。進口單價與出口單價的巨大「落差」充分證明，若要擺脫原材料受制於人的尷尬境地，我國特鋼產業必須延伸產業鏈，不斷向高端市場發起沖擊。

就中高端量大面廣的特鋼品種來看，軸承鋼和結構鋼與市場高度融合，是最具市場前景的兩大特鋼長材。特鋼深加工產品具有高附加值、高技術含量，是高端特鋼產品的發展趨勢之一。例如，特鋼板帶、特鋼棒線材、特鋼管材以及工模具鋼、高速鋼等都具備深加工的潛力。

『叄』 誰能為我介紹一下高端模具鋼材對質量有什麼具體要求

模具在現代製造業中佔有日益重要的地們，特別是汽車和電器製造業中70％以上的零件採用模具製造加工。但目前我國高質量的模具大量依賴進口，分析其主要原因，不在於我們的優質鋼煉鋼水平，而是沒有認識到整個模具鋼質量的提高是一個系統控制過程。除冶金質量外，製造過程中的鍛壓加工、預備熱處理、機械加工和最終熱處理都將影響模具的內部組織和應力狀態，從而決定模具的最終使用性能。據羅百輝介紹，在模具的製造過程中，模具的使用壽命和製成的精度、質量、表面性能，除與模具的設計、製造精度以及機床和操作等條件有關外，與模具材料及其熱處理工藝也有密切關系。據有關的統計表明，模具的早期失效因材料選擇不當和內部缺陷引起的約佔10%左右，由熱處理不當引起的約佔50%左右，因此正確選擇具有優良質量的模具鋼材並進行正確的熱處理，具有十分重要意義。模具鋼的特性主要包括使用性能、工藝性能和冶金質量等三個方面。

1、模具鋼在工作性能方面的要求

①硬度

模具在工作時受力狀態是復雜的，如熱作模具通常在交換的溫度場下承受交變應力作用，因此它應具有良好的抗軟化或塑性變形狀態的能力，在長期工作環境下仍能保持模具的形狀和尺寸精度。硬度是模具鋼的生要性能之一。對冷作模具的硬度一般選擇在58HRC以上，而熱作模具尤其是要求高的抗熱疲勞性能的模具，通常硬度在45HRC左右。對普通使用的塑料模具，一般硬度要求在35HRC左右。

②強度與韌性

零件在成形使模具承受著巨大的的沖擊、扭曲等負荷，尤其是現代高速沖壓、高速精密鍛造和液態成形等技術以及一次成形技術的發展，模具承受著更大的負荷，往往由於鋼材的強度和韌度不夠，造成型腔邊緣或局部塌陷、崩刃或斷裂而早期失效，因此模具熱處理後應具有較高的硬度和韌度。

③耐磨性

零件成形時材料與模具型腔表面發生相對運動，使型腔表面產生了磨損，從而使得模具的尺寸精度、形狀和表面的粗糙度發生變化而失效。磨損是一種復雜的過程，影響因素很多，除取決於作用於模具的外界條件外，還在很大程度上取決於採用鋼材的化學成分不均勻性、組織狀態、力學性能等。

④疲勞性能

模具工作時承受著機械沖擊和熱沖擊的交變應力，熱作模具在工作的過程中，熱交變應力更明顯地導致模具熱裂。受應力和溫度梯度的影響而引起裂紋，往往是在型腔表面形成淺而細的裂紋，它的迅速傳播和擴展導致模具失效。另外，鋼的化學成分及組織的不均勻，鋼中存在的冶金缺陷如非金屬夾雜物，氣孔、顯微裂紋等均可導致鋼的疲勞強度降低，因為在交變應力的作用下，首先在這些薄弱地區產生疲勞裂紋並發展為疲勞破壞。

⑤粘著性

工模具零件的表面由於兩金屬原子相互摭用或單相擴散的作用，往往會有一些被加工金屬粘附著，尤其是一些切削、剪切工具和沖壓工具的表面會產生粘附或結疤現象，這會影響刃口的鋒利程度和局部組織、化學成分的改變，使刃口部分崩裂或粘附金屬的脫落劃傷模具，使工件表面粗糙。因此良好的抗粘著性也是很重要的。

⑥拋光和蝕刻性能

隨著模具，特別是塑料模具的廣泛使用，低的表面粗糙度值（有時甚至是鏡面的程度）已經十分性必要，低的表面粗糙度值影響到模具的壽命和生產效率及製品的質量。高的表面質量可以減輕腐蝕（特別是局部點狀腐蝕）；減小開裂的危險，拋光鋼材的化學成分、組織結構、硬度及碳化物分布必須均勻。大碳化物尤其是他們偏析並成帶狀時，對表面拋光性極為有害。特別重要的是，鋼中不能含有沒有發生變形的大的氧化物夾雜或偏析，因而必須嚴格控制冶煉和脫氧工藝。真空電弧重熔、電渣重熔效果良好，這種工藝目前已成為高級塑料模具鋼的主要生產方式。即使是簡單的真空脫氣也有助於消除大的氧化物夾雜，這些冶煉工藝不僅能降低氧化物的含量，而且能使氧化物更細小、均勻，同時控制冶煉和脫氧過程，還可以改變夾雜物類型，使之軟化並具有較好的塑韌性而提高拋光性能。

鋼材中任何未閉合的空洞都會影響其拋光性能，因而熱加工中壓合疏鬆等冶金缺陷並保持組織的緻密是十分必要的，這可以通過現代化的成形加工技術來實現。例如反復鐓拔技術、旋轉鍛造技術、高溫等靜壓制等可細化原始鑄態組織，樹枝晶內空隙。電渣重熔、真空電弧重熔精煉工藝，對鋼材均勻性也十分有利。由熱處理或表面硬化而引起的缺陷，應盡量避免導致硬度不均勻的脫碳。這些措施加上合理的成分設計及控制，就能生產出鏡面加工性優異的鋼。

此外，還應根據模具的工作條件和環境的差異，考慮所用模具鋼應具有良好的熱導性、抗腐蝕性、抗氧化性和導磁性等。

2、模具鋼在工藝性能方面的要求

①可加工性

鋼材的可加工性主要包括被切削加工性和冷熱塑性變形兩種，它取決於鋼的化學成分、熱處理後的組織和冶金生產的內部質量，近些年來，為了改善鋼的可加工性，在一些鋼中加入易切削元素或改變鋼中的夾雜物的分布狀態，從而提高模具鋼的表面質量和減少模具的磨損。在熱加工時，對一些高碳高合金的模具鋼，特別是改善碳化物的形態和分布、晶粒大小和奧氏體合金化程度十分重要。

除了應具有良好的可加工性外，還要有良好的電加工性以及壓印翻模加工性等。

②淬透性和淬硬性

模具對這兩種性能的要求根據工作條件不同是各有側重的，對於要求整個截面的硬度均勻性高的模具如錘鍛模用鋼，則其具有高的淬透性更顯重要，而對只要求有高硬度的小型模具，如沖裁落料模具鋼，則更偏重於高淬硬性。

③熱處理變形性

模具零件在熱處理時，要求變形小，各個方向要有相近的變化，且組織穩定。淬火變形小，除與淬火溫度]時間和冷卻介質等因素有關外，它主要取決於鋼的成分均勻、冶金質量和組織穩定性。

④脫碳敏感性

模具鋼在鍛造、退火或淬火時，在無保護氣氛下加熱，其表面會產生氧化脫碳等缺陷，從而使模具在耐用度下降。脫碳除了與熱處理工藝、設備有關外，就材料本身而言，主要取決於鋼的化學成分、特別是碳含量，在含有較高的硅、鉬等元素時，也會加劇脫碳。

此外，應根據模具的使用條件，應考慮模具的鏡面拋光性、磨削性和電化學性等性能。

3、模具鋼在冶金質量方面的要求

高的冶金質量才能發揮鋼的基體本特性，模具鋼的內部冶金質量與它的基本性能有同等的重要意義，在研究性能的同時，必須研究冶金質量影響因素。一般較常遇到模具鋼的內外質量問題有以下幾個方面：

①化學成分的均勻性

模具鋼通常是含有多元素的合金鋼，鋼在錠模具中從液態凝固時，由於選分結晶的緣故，鋼液中各種元素在凝固的結構中分布不均勻而形成偏析，這種化學成分的偏析將造成組織和性能的差異，它是影響鋼材質量的重要因素之一。降低鋼的偏析度，可以有效地提高鋼的性能。近些年來，國內外很多冶金廠都在致力研究生產成分均勻、組織細化的鋼材。

②有害元素的含量

硫和磷在鋼凝固過程中形成磷化物和硫化物而在晶界沉澱，因而產生晶間脆性，使鋼的塑性降低，過高的S、P含量，會使鋼錠在軋制時易產生裂紋，而且會大大降低鋼的力學性能。日本的松田幸紀等研究了S、P含量對含W（Cr）5%熱作模具鋼（H13）的韌性和熱疲勞性能影響結果表明，如將W（S、P）的含量從0.025%和0.010%降到W（P）0.005%和W（S）0.001%時，其熱疲勞裂紋的長度和數量將減少一半。日立金屬公司將SKD61鋼中的W（P）含量從0.03%降到0.001%時，可使鋼45HRC時的沖擊韌度由39.2J/cm2提高到127.5 J/cm2。此外，降低鋼中的S、P含量還可以有效地提高鋼的等向性。

③鋼中的非金屬夾雜物

質量良好的鋼材不僅化學成分要符合技術標準的規定，並且鋼中的非金屬夾雜物的含量要盡可能地少，因為非金屬夾雜物在鋼中所佔的體積雖然很小，但對鋼材的性能影響卻很大。減少鋼中的非金屬夾雜物是煉鋼的主要任務之一。通常所指的鋼中的非金屬夾雜物，主要是指鐵及其他合金元素與氧、硫、氮等作用所形成的化合物，如FeO、MnO、Al2O3、SiO2、FeS、MnS、AlN、VN等，以及在煉鋼和澆注時帶入的耐火材料，後者的成分也主要是Si、Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的氧化物。鋼中的非金屬夾雜物就其來源，可以分為內在夾雜物和外來夾雜物，仙在的夾雜物是鋼在液態及凝固過程中形成的化合物。

鋼中的非金屬夾雜物在基本種意義上呆以看成是一定尺寸的裂紋，它破壞了金屬的連續性，引起應力集中，在外界應力的作用下，裂紋延伸很容易發展擴大而導致性能降低。塑性夾雜物的存在，隨著鍛軋過程延展變形，致使鋼材產生各向異性。同時夾雜物拋光過程中的剝落，提高了模具的表面粗糙度。因此，對於大型和重要的模具來說，提高鋼的純凈度是十分重要的。

4、白點

白點是熱軋鋼坯和大型鍛件中比較常見的缺陷，是鋼的內部破裂的一種。白點的存在對鋼的性能有極為不利的影響，這種影響主要表現在使鋼的力學性能降低，熱處理時使鍛件淬火開裂，或使用時發展成更為嚴重的破壞事故，所以在任何情況下，都不能使用有白點的鍛件。不同的鋼對白點的敏感程度是不同的，一般認為容易發生白點的鋼有鉻鋼、鉻鉬鋼、錳鋼、錳鉬鋼、鉻鎳鉬鋼、鉻鎢鋼等。其中以含W（C）大於0.30%、W（Cr）大於1%、W（Ni）大地2.5%的馬氏體鉻鎳鋼及鉻鎳鉬鋼等對白點的敏感性最大。白點的形成原因是鋼中的氫的脫溶析出聚集，在鋼的縱斷面上形成的銀亮白色粗晶狀的圓形或橢圓形的斑點。它往往使鍛件和坯材的內部產生裂紋。模具鋼5CrNiMo、5CrMnMo等最容易發生白點，若增加碳化物元素Cr、Mo和V後可以降低白點的敏感性。這類鋼在生產中一定要注意脫氣和加強大鍛件的鍛後緩冷或去氫退火。

5、氧含量

對模具鋼一般都未規定鋼中的允許的氣體含量。隨著氧含量的增加，氧化物的顆粒和數量都隨之增加，鋼的疲勞性能降低，熱裂紋也容易產生。有人曾對4Cr5MoSiV1鋼進行過試驗，氧含量最好不超過1.5*10-5，哪日本山陽特殊鋼公司規定高純凈度鋼氧含量不大於1.0*10-5。因此，近年來，為了提高模具的製造質量。國內外的模具鋼逐漸在向低氧含量的方向發展。

6、碳化物的不均勻度

碳化物是絕大多數模具鋼的必需組分，除可溶於奧氏體的碳化物外，還會有部分不能溶於奧氏體的殘留碳化物。碳化物的尺寸、形態、分布對模具鋼的使用性能等有十分重要的影響。關於碳化物的尺寸、形狀和分布是與鋼的冶煉方法、鋼錠的凝固條件以及熱加工變形條件等有關。過共析鋼的碳化物可能在晶界形成風狀碳化物或是在加工變形中碳化物被拉長而形成帶狀碳化物或者二者兼有，萊氏體模具鋼中，存在一次碳化物和二次碳化物，在熱變形的過程中，網狀的共晶碳化物大多可以破碎，碳化物先沿變形方向延伸，產生帶狀，隨著變形程度的增加，碳化物變得均勻、細小。碳化物的不均勻性對淬火變形、開裂、鋼材的力學性能的影響較大。

7、偏析

偏析即鋼的成分與組織不均勻性的表現，這是在模具鋼的低倍組織的檢驗中常存在的一種缺陷。是鋼錠在凝固過程中形成的，與鋼的化學成分和澆注溫度等有關。一般分為樹枝狀的偏析、方形偏析、點狀偏析等。由於樹枝狀的偏析的存在，使負然各個不同的方向的力學性能表現出明顯的差異。方形偏析是由於鑄錠結晶時，在柱狀晶的末端與錠心等軸晶區間，聚集了較多的雜質和孔隙而形成的。嚴重的方形偏析，對鋼材的質量的影響是顯著的，特別是切削加工量很大的零件或心部受力的模具零件。偏析除了影響模具鋼力學性能的等向性外，對模具的拋光性能也有一定的影響。因此，國外相關的標准中有嚴格的規定。

8、疏鬆

疏鬆是鋼的不緻密性的表現。疏鬆多數出現在鋼錠的上部及中部，在這些地方因為集中了較多的雜質和氣體造成的。由於疏鬆缺陷的存在，降低了鋼的強度和韌性，也嚴重地影響了加工後的表面的粗糙度，在一般的模具鋼中的影響不是特別大，但如冷軋輥、大型的模塊、沖頭和塑料成形模具零件等都有較嚴格的要求。如深型腔的鍛模和沖頭要求疏鬆不超過1級或2級，用於表盤或透光件等的塑料模具用鋼，要求疏鬆不超過1級。

『肆』 做模具一般要用什麼樣的鋼材

其實做模具用什麼鋼取決於產品是什麼材料的，以及客戶要求的出模數，因為有些材料是有腐蝕性的，所以要選擇抗腐蝕的鋼材進行特殊處理，如果是普通的材料如PP PE ABS等無腐蝕性的材料如果想模具用的久一點就用NAK80 當然這種材料比較貴，如果想便宜點就用P20 H13 CR12等也是可以的

『伍』 中國的鋼材產量位居世界前列，為何特種鋼材仍需進口

剛才產量位居世界前列，並不表示特種鋼材產量也很多，因為我國的鋼鐵創新能力還是比較薄弱，所以對於這種特種鋼材還是依賴於外國。

中國雖然是鋼鐵大國，但不是鋼鐵強國。這就相當於有些生產漲價，雖然生產出來的產品量很多，但是質量不好是一個道理，當然我並不是說中國的鋼鐵質量不好，只是一般生產出來的鋼材都是普通鋼材，但是像特種鋼，中國目前的產量還不足以滿足自需。所以一般中國使用的特種鋼都是從日本進口的。中國每年所生產的鋼鐵都是中低級鋼材，特種鋼由於技術不過關，操作達不到要求，所以沒有辦法大量產出，依舊只能依靠進口。那為什麼中國一般都從日本進口特種鋼呢？

為什麼我國沒有辦法去生產特種鋼呢？這是因為我們不具有高精度的模具鋼，如果你想要製造特種鋼，那麼你一定要有精細的模具作為模板，但是這種模具只有日本才有，所以沒有辦法，你只有去買他們的鋼材，所以就算我們如今已經是產量的第一大國，但依舊每年都要從日本進口大約200萬噸的各種鋼材，造成這種原因，就是由於我們本國沒有辦法生產這種鋼材。

『陸』 在什麼情況下使用模具鋼材

現今科學的迅速發展,模具的用途也越來越廣泛,各種模具的工作條件也具有一定的差距.在廣泛的模具製造材料中,應用最廣泛的就屬模具鋼.從一般的碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼等,直到適應特殊模具需要的馬氏體的時效鋼以及粉末高速鋼、粉末高和金屬模具鋼等.模具鋼可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類.冷作模具鋼主要用於製造對冷狀態下的工作進行壓製成型的模具;熱作模具鋼用於製造對高溫狀態下的工件進行壓力加工模具;因為塑料的品種很多,對塑料製品的要求也不一樣,所以製造塑料模具的材料也不一樣.

『柒』 好的模具鋼屬於哪幾種

模具鋼材主要分為：冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、碳素結構鋼，還有一些進口模具鋼：譬如說日本大同，日立，瑞典，撫順，一勝百等等，

按材料分最好的主要有：DC53 ,SKD11 ,SLD , 2379. .8407 ,NAK80 , D2 . SKH-9. DAC , DAC55 , H13 , S136 , S136H 718 ,718H 等等材料！

冷作模具鋼材包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼，按其所製造具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼，碳質量分數在0.80%以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質量分數通常不大於5%。但對於一些耐磨性要求很高，淬火後變形很小模具用鋼，最高鉻質量分數可達13%，並且為了形成大量碳化物，鋼中碳質量分數也很高，最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高，其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱作模具鋼材分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外，還要承受反復受熱和冷卻的做用，而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外，還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性，以保證整個截面具有一致的力學性能。對於壓鑄模用鋼，還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋，以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬於中碳合金鋼，碳質量分數在0.30%~0.60%，屬於亞共析鋼，也有一部分鋼由於加入較多的合金元素（如鎢、鉬、釩等）而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。
塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定性和耐蝕性等性能。此外，還要求具有良好的工藝性，如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩定等。一般情況下，注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼；熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。
塑膠模具鋼
模具鋼材可加工性
——熱加工性能，指熱塑性、加工溫度范圍等；
熱作模具用鋼
——冷加工性能，指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。
冷作模具鋼大多屬於過共析鋼和萊氏體鋼，熱加工和冷加工性能都不太好，因此必須嚴格控制熱加工和冷加工的工藝參數，以避免產生缺陷和廢品。另一方面，通過提高鋼的純凈度，減少有害雜質的含量，改善鋼的組織狀態，以改善鋼的熱加工和冷加工性能，從而降低模具的生產成本。
為改善模具鋼的冷加工性能，自20世紀30年代開始，研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或導致模具鋼中碳的石墨化的元素，發展了各種易切削模具鋼，以進一步改善其切削性能和磨削性能，減少刀具磨料消耗、降低成本。
模具鋼材淬透性和淬硬性
淬透性主要取決於鋼的化學成分和淬火前的原始組織狀態；淬硬性則主要取決於鋼中的含碳量。對於大部分的冷作模具鋼，淬硬性往往是主要的考慮因素之一。對於熱作模具鋼和塑料模具鋼，一般模具尺寸較大，尤其是製造大型模具，其淬透性更為重要。另外，對於形狀復雜容易產生熱處理變形的各種模具，為了減少淬火變形，往往盡可能採用冷卻能力較弱的淬火介質，如空冷、油冷或鹽浴冷卻，為了得到要求的硬度和淬硬層深度，就需要採用淬透性較好的模具鋼。
模具鋼材淬火溫度和熱處理變形
為了便於生產，要求模具鋼淬火溫度范圍盡可能放寬一些，特別是當模具採用火焰加熱局部淬火時，由於難於准確地測量和控制溫度，就要求模具鋼有更寬的淬火溫度范圍。
模具在熱處理時，尤其是在淬火過程中，要產生體積變化、形狀翹曲、畸變等，為保證模具質量，要求模具鋼的熱處理變形小，特別是對於形狀復雜的精密模具，淬火後難以修整，對於熱處理變形程度的要求更為苛刻，應該選用微變形模具鋼製造。
氧化、脫碳敏感性
模具在加熱過程中，如果發生氧化、脫碳現象，就會使其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低；因此，要求模具鋼的氧化、脫碳敏感性好。對於含鉬量較高的模具鋼，由於氧化、脫碳敏感性強，需採用特種熱處理，如真空熱處理、可控氣氛熱處理、鹽浴熱處理等。
模具鋼材其他因素
在選擇模具鋼時，除了必須考慮使用性能和工藝性能之外，還必須考慮模具鋼的通用性和鋼材的價格。模具鋼一般用量不大，為了便於備料，應盡可能地考慮鋼的通用性，盡量利用大量生產的通用型模具鋼，以便於采購、備料和材料管理。另外還必須從經濟上進行綜合分析，考慮模具的製造費用、工件的生產批量和分攤到每一個工件上的模具費用。從技術、經濟方面全面分析，以最終選定合理的模具材料。
模具鋼材性能要求
1. 強度性能
（1）硬度硬度是模具鋼的主要技術指標，模具在高應力的作用下欲保持其形狀尺寸不變，必須具有足夠高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下一般硬度保持在HRC60左右，熱作模具鋼根據其工作條件，一般要求保持在HRC40~55范圍。對於同一鋼種而言，在一定的硬度值范圍內，硬度與變形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及組織不同的鋼種之間，其塑性變形抗力可能有明顯的差別。
（2）紅硬性 在高溫狀態下工作的熱作模具，要求保持其組織和性能的穩定，從而保持足夠高的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼、低合金工具鋼通常能在180~250℃的溫度范圍內保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼一般在550~600℃的溫度范圍內保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決於鋼的化學成分和熱處理工藝。
（3）抗壓屈服強度和抗壓彎曲強度 模具在使用過程中經常受到強度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應具有一定的抗壓強度和抗彎強度。在很多情況下，進行抗壓試驗和抗彎試驗的條件接近於模具的實際工作條件（例如，所測得的模具鋼的抗壓屈服強度與沖頭工作時所表現出來的變形抗力較為吻合）。抗彎試驗的另一個優點是應變數的絕對值大，能較靈敏地反映出不同鋼種之間以及在不同熱處理和組織狀態下變形抗力的差別。
2. 韌性
在工作過程中，模具承受著沖擊載荷，為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。
模具鋼的化學成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理後得到的金相組織等因素都對鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對於其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學成分並且採用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強度和韌性達到最佳的配合。
沖擊韌性系表特徵材料在一次沖擊過程中試樣在整個斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規的沖擊韌性不能全面地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗技術正在被採用。
3. 耐磨性
決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當大的壓應力和摩擦力，要求模具能夠在強烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對於重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而緻密粘附性好的氧化膜，保持潤滑作用，減少模具和工件之間產生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。
耐磨性可用模擬的試驗方法，測出相對的耐磨指數，作為表徵不同化學成分及組織狀態下的耐磨性水平的參數。以呈現規定毛刺高度前的壽命，反映各種鋼種的耐磨水平；試驗是以Cr12MoV鋼為基準進行對比。
4. 抗熱疲勞能力
熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評價熱作模具鋼的斷裂抗力應重視材料的熱機械疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能的指標，它包括熱疲勞性能、機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性三個方面。
熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環次數較多；機械疲勞裂紋擴展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之後，在鍛壓力的作用下裂紋向內部擴展時，每一應力循環的擴展量；斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發生失穩擴展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發生失穩擴展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應力強度因子，也就是必須有較大的裂紋長度。在應力恆定的前提下，在一種模具中已經存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴展得更深，才能發生失穩擴展。
也就是說，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴展速率和斷裂韌性，可以決定當裂紋萌生後發生亞臨界擴展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴展速率和高的斷裂韌性值。
抗熱疲勞性能的指標可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環數，也可以用經過一定的熱循環後所出現的疲勞裂紋的條數及平均的深度或長度來衡量。
5. 咬合抗力
咬合抗力實際就是發生「冷焊」時的抵抗力。該性能對於模具材料較為重要。試驗時通常在干摩擦條件下，把被試驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料（如奧氏體鋼）進行恆速對偶摩擦運動，以一定的速度逐漸增大載荷，此時，轉矩也相應增大，該載荷稱為「咬合臨界載荷」，臨界載荷愈高，標志著咬合抗力愈強。

『捌』 進口模具鋼種與國內模具鋼種的比較

建國以來我國模具鋼生產技術發展較快，從無到有，從仿製到自己開發，目前我國模具鋼的產量已躍居世界前列。經過幾次鋼種整頓的標准修證在gb/t1299-2000《合金工具鋼》標准中包含了37個鋼種，基本上形成了我國特色的模具鋼系列。據冶金工業聯合會調研，我國模具鋼按照使用狀態主要分為：塑料模具鋼，約佔60%；沖壓模具鋼，約佔20%；壓鑄模具鋼，約佔6%～8%。隨著我國模具工業的持續發展，對於高檔模具用鋼進口量不斷攀升。模具用鋼進口主要來自日本、德國、瑞典、奧地利、韓國等國家，進口總量約在6萬噸左右。

我國塑料模具鋼、熱作模具鋼和冷作模具鋼分述如下：

塑料模具鋼：主要品種有s50c、s45c、3cr2mo(p20)、3cr2nimnmo(718)、10ni3mncual等，占模具鋼總產量的62%，而合金塑料模具鋼3cr2mo(p20)、3cr2nimnmo(718)、10ni3mncual等占塑料模具鋼總量的12%左右，占合金模具鋼總量的23%左右；

熱作模具鋼：主要品種有4cr5mosiv1(h13)、3cr2w8v、5crnimo、5crmnmo等四個鋼種，占模具鋼總產量的21%，占合金模具鋼總量的42%。在熱作模具鋼中主要是以美國ast2ma681標準的通用型鋼h13(4cr5mosiv1)為主，總產量近30000t，占熱作模具鋼總產量的54.2%，已佔主導地位。而國外已較少用的3cr2w8v鋼，在我國的產量雖然逐年減少，但仍占很大比例(14573t)，達26.4%；

冷作模具鋼：主要品種為cr12(d3)、cr2wmn(01)、cr12mov、cr12mo1v1(d2)等，占模具鋼總量的17%，占合金模具鋼總量的34 %。在cr12系列的模具鋼中，仍然以cr12鋼為主，2001年產量高達17000t，占該系列鋼的46%，而d2(cr12mo1v1)鋼僅佔18.2%。可見我國模具鋼的產量，已有了很大的發展，但有的鋼種還需進一步開發。

雖然近幾年我國模具鋼製造水平取得了長足的進步，但我國合金模具鋼與美、日、法及瑞士等國際先進水平相比還存在一定的差距，在品種、質量、尺寸規格及性能等方面都難以滿足市場需求，導致我國每年大批的中高檔模具必須從國外進口。進口模具鋼的規格主要是大尺寸的鍛制模塊(厚250～800mm)×(寬600～1200mm)及大尺寸的模具扁鋼(厚30～300mm)×(寬400～1500mm)，這在國內目前只有少數鋼廠能生產。

進口材料中：熱作模具鋼約佔20% (2萬t/年左右)，主要是h13(日本牌號skd61)；冷作模具鋼約佔20%(2萬t/年左右)，主要是d2(日本牌號skd11)；塑料模具鋼約佔60%(6萬t/年左右)，主要是p20及其改進型738。進口模具鋼的價格很貴，一般為國產鋼的3～5倍，可以認為，對於進口模具鋼材，大部分產品我國有能力進行研究開發，關鍵問題在於加強模具鋼的基礎研究和生產工藝的攻關，提高國產模具鋼的質量和性能水平。另外，塑料模具鋼必須以預硬化狀態交貨，並有良好的拋光性能。模塊最好能六面光並且有良好的內在質量