为什么不能生产高档模具用钢

『壹』 我国为什么不能生产高档模具用钢

• 大家都知道模具钢是工业基石，模具钢的品质好坏与牌号是否齐全，代表了一个国家的制造水平和科技水平，改革开放之后，西方发达国家的企业纷纷进入我国开设工厂，我国才慢慢开始涉足特殊钢行业，行业要发展就必须要有足够的用户，有需求才能带动生产和发展，所以改革开放之前，我们没有生产研发模具钢的条件。

• 另外无论是设备还是原材料，长期以来都掌握在瑞典、瑞士、德国、美国、奥地利、日本等国家手中，国内大学都没有全系列的轴承及润滑专业和特种材料学科，实验室也是近几年为了军工需要才开始设立的，很多方面都与西方国家相差几十年，生产模具钢需要几十道工序，传统工艺和现代工艺需要分开进行处理，各种稀有金属元素的添加和比例也是长期实验总结的。

• 我们国家的模具钢的生产工艺落后，钢材质量差，品种少已经是众所周知，比如国产的H13、D2等模具钢在质量上只能达到美国模具钢的通用astma681标准，这个标准属于非常一般水平，只能基本上能满足一般的简单工业模具使用，但对高标准的用钢企业提出的高要求，我们无法满足，再加上前几年政府出台政策乱关小炼炉，很多特种钢用量小，而且型号多，也不可能多炼，所以因为关闭小钢厂的浪潮也阻碍了我国的特种钢发展。

• 模具钢在短时间内依赖进口的格局很难改变，例如德松模具钢16年的模具钢进口量就达到5000多万，目前国产的合金模具钢国际先进水平相比，无论在品种、质量、尺寸规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，我们目前还不能生产，但是我们目前的经济实力雄厚，相信很快会迎头赶上！

『贰』 为什么中国的钢材产量世界第一，特种钢材仍依赖进口

中国是钢铁大国，但不是钢铁强国。中国钢铁年产量全球第一但是绝大多数都是中、低级钢材；合金钢、特种钢技术不过关；只能大量依赖进口。

例如日本的钢材，有很多是国内没有能力生产的，比如高精度模具钢，只要你想制造高精度模具，就只有买他们的钢材。我们已经是钢产量第一大国，每年也依然要从日本进口大约200万吨各类钢材——而我们进口的基本上全是我们自己无法生产的特种钢材。

全是那些吨钢利润达到粗钢的几百甚至几千倍的品种。近些年国内上了很多特种钢生产线，新闻上大肆宣传终于实现国产化云云，但是很少有新闻里详细说，这些生产线基本上都是合资的。

比如车用钢板，基本上都是用的新日铁的技术。中国出原料、资金、人力还要承受污染，却只拿了一个小头。

(2)为什么不能生产高档模具用钢扩展阅读：

从某种意义上说，我国特钢行业的话语权主要体现在对国际主要特钢产品的定价权上。进口单价与出口单价的巨大“落差”充分证明，若要摆脱原材料受制于人的尴尬境地，我国特钢产业必须延伸产业链，不断向高端市场发起冲击。

就中高端量大面广的特钢品种来看，轴承钢和结构钢与市场高度融合，是最具市场前景的两大特钢长材。特钢深加工产品具有高附加值、高技术含量，是高端特钢产品的发展趋势之一。例如，特钢板带、特钢棒线材、特钢管材以及工模具钢、高速钢等都具备深加工的潜力。

『叁』 谁能为我介绍一下高端模具钢材对质量有什么具体要求

模具在现代制造业中占有日益重要的地们，特别是汽车和电器制造业中70％以上的零件采用模具制造加工。但目前我国高质量的模具大量依赖进口，分析其主要原因，不在于我们的优质钢炼钢水平，而是没有认识到整个模具钢质量的提高是一个系统控制过程。除冶金质量外，制造过程中的锻压加工、预备热处理、机械加工和最终热处理都将影响模具的内部组织和应力状态，从而决定模具的最终使用性能。据罗百辉介绍，在模具的制造过程中，模具的使用寿命和制成的精度、质量、表面性能，除与模具的设计、制造精度以及机床和操作等条件有关外，与模具材料及其热处理工艺也有密切关系。据有关的统计表明，模具的早期失效因材料选择不当和内部缺陷引起的约占10%左右，由热处理不当引起的约占50%左右，因此正确选择具有优良质量的模具钢材并进行正确的热处理，具有十分重要意义。模具钢的特性主要包括使用性能、工艺性能和冶金质量等三个方面。

1、模具钢在工作性能方面的要求

①硬度

模具在工作时受力状态是复杂的，如热作模具通常在交换的温度场下承受交变应力作用，因此它应具有良好的抗软化或塑性变形状态的能力，在长期工作环境下仍能保持模具的形状和尺寸精度。硬度是模具钢的生要性能之一。对冷作模具的硬度一般选择在58HRC以上，而热作模具尤其是要求高的抗热疲劳性能的模具，通常硬度在45HRC左右。对普通使用的塑料模具，一般硬度要求在35HRC左右。

②强度与韧性

零件在成形使模具承受着巨大的的冲击、扭曲等负荷，尤其是现代高速冲压、高速精密锻造和液态成形等技术以及一次成形技术的发展，模具承受着更大的负荷，往往由于钢材的强度和韧度不够，造成型腔边缘或局部塌陷、崩刃或断裂而早期失效，因此模具热处理后应具有较高的硬度和韧度。

③耐磨性

零件成形时材料与模具型腔表面发生相对运动，使型腔表面产生了磨损，从而使得模具的尺寸精度、形状和表面的粗糙度发生变化而失效。磨损是一种复杂的过程，影响因素很多，除取决于作用于模具的外界条件外，还在很大程度上取决于采用钢材的化学成分不均匀性、组织状态、力学性能等。

④疲劳性能

模具工作时承受着机械冲击和热冲击的交变应力，热作模具在工作的过程中，热交变应力更明显地导致模具热裂。受应力和温度梯度的影响而引起裂纹，往往是在型腔表面形成浅而细的裂纹，它的迅速传播和扩展导致模具失效。另外，钢的化学成分及组织的不均匀，钢中存在的冶金缺陷如非金属夹杂物，气孔、显微裂纹等均可导致钢的疲劳强度降低，因为在交变应力的作用下，首先在这些薄弱地区产生疲劳裂纹并发展为疲劳破坏。

⑤粘着性

工模具零件的表面由于两金属原子相互摭用或单相扩散的作用，往往会有一些被加工金属粘附着，尤其是一些切削、剪切工具和冲压工具的表面会产生粘附或结疤现象，这会影响刃口的锋利程度和局部组织、化学成分的改变，使刃口部分崩裂或粘附金属的脱落划伤模具，使工件表面粗糙。因此良好的抗粘着性也是很重要的。

⑥抛光和蚀刻性能

随着模具，特别是塑料模具的广泛使用，低的表面粗糙度值（有时甚至是镜面的程度）已经十分性必要，低的表面粗糙度值影响到模具的寿命和生产效率及制品的质量。高的表面质量可以减轻腐蚀（特别是局部点状腐蚀）；减小开裂的危险，抛光钢材的化学成分、组织结构、硬度及碳化物分布必须均匀。大碳化物尤其是他们偏析并成带状时，对表面抛光性极为有害。特别重要的是，钢中不能含有没有发生变形的大的氧化物夹杂或偏析，因而必须严格控制冶炼和脱氧工艺。真空电弧重熔、电渣重熔效果良好，这种工艺目前已成为高级塑料模具钢的主要生产方式。即使是简单的真空脱气也有助于消除大的氧化物夹杂，这些冶炼工艺不仅能降低氧化物的含量，而且能使氧化物更细小、均匀，同时控制冶炼和脱氧过程，还可以改变夹杂物类型，使之软化并具有较好的塑韧性而提高抛光性能。

钢材中任何未闭合的空洞都会影响其抛光性能，因而热加工中压合疏松等冶金缺陷并保持组织的致密是十分必要的，这可以通过现代化的成形加工技术来实现。例如反复镦拔技术、旋转锻造技术、高温等静压制等可细化原始铸态组织，树枝晶内空隙。电渣重熔、真空电弧重熔精炼工艺，对钢材均匀性也十分有利。由热处理或表面硬化而引起的缺陷，应尽量避免导致硬度不均匀的脱碳。这些措施加上合理的成分设计及控制，就能生产出镜面加工性优异的钢。

此外，还应根据模具的工作条件和环境的差异，考虑所用模具钢应具有良好的热导性、抗腐蚀性、抗氧化性和导磁性等。

2、模具钢在工艺性能方面的要求

①可加工性

钢材的可加工性主要包括被切削加工性和冷热塑性变形两种，它取决于钢的化学成分、热处理后的组织和冶金生产的内部质量，近些年来，为了改善钢的可加工性，在一些钢中加入易切削元素或改变钢中的夹杂物的分布状态，从而提高模具钢的表面质量和减少模具的磨损。在热加工时，对一些高碳高合金的模具钢，特别是改善碳化物的形态和分布、晶粒大小和奥氏体合金化程度十分重要。

除了应具有良好的可加工性外，还要有良好的电加工性以及压印翻模加工性等。

②淬透性和淬硬性

模具对这两种性能的要求根据工作条件不同是各有侧重的，对于要求整个截面的硬度均匀性高的模具如锤锻模用钢，则其具有高的淬透性更显重要，而对只要求有高硬度的小型模具，如冲裁落料模具钢，则更偏重于高淬硬性。

③热处理变形性

模具零件在热处理时，要求变形小，各个方向要有相近的变化，且组织稳定。淬火变形小，除与淬火温度]时间和冷却介质等因素有关外，它主要取决于钢的成分均匀、冶金质量和组织稳定性。

④脱碳敏感性

模具钢在锻造、退火或淬火时，在无保护气氛下加热，其表面会产生氧化脱碳等缺陷，从而使模具在耐用度下降。脱碳除了与热处理工艺、设备有关外，就材料本身而言，主要取决于钢的化学成分、特别是碳含量，在含有较高的硅、钼等元素时，也会加剧脱碳。

此外，应根据模具的使用条件，应考虑模具的镜面抛光性、磨削性和电化学性等性能。

3、模具钢在冶金质量方面的要求

高的冶金质量才能发挥钢的基体本特性，模具钢的内部冶金质量与它的基本性能有同等的重要意义，在研究性能的同时，必须研究冶金质量影响因素。一般较常遇到模具钢的内外质量问题有以下几个方面：

①化学成分的均匀性

模具钢通常是含有多元素的合金钢，钢在锭模具中从液态凝固时，由于选分结晶的缘故，钢液中各种元素在凝固的结构中分布不均匀而形成偏析，这种化学成分的偏析将造成组织和性能的差异，它是影响钢材质量的重要因素之一。降低钢的偏析度，可以有效地提高钢的性能。近些年来，国内外很多冶金厂都在致力研究生产成分均匀、组织细化的钢材。

②有害元素的含量

硫和磷在钢凝固过程中形成磷化物和硫化物而在晶界沉淀，因而产生晶间脆性，使钢的塑性降低，过高的S、P含量，会使钢锭在轧制时易产生裂纹，而且会大大降低钢的力学性能。日本的松田幸纪等研究了S、P含量对含W（Cr）5%热作模具钢（H13）的韧性和热疲劳性能影响结果表明，如将W（S、P）的含量从0.025%和0.010%降到W（P）0.005%和W（S）0.001%时，其热疲劳裂纹的长度和数量将减少一半。日立金属公司将SKD61钢中的W（P）含量从0.03%降到0.001%时，可使钢45HRC时的冲击韧度由39.2J/cm2提高到127.5 J/cm2。此外，降低钢中的S、P含量还可以有效地提高钢的等向性。

③钢中的非金属夹杂物

质量良好的钢材不仅化学成分要符合技术标准的规定，并且钢中的非金属夹杂物的含量要尽可能地少，因为非金属夹杂物在钢中所占的体积虽然很小，但对钢材的性能影响却很大。减少钢中的非金属夹杂物是炼钢的主要任务之一。通常所指的钢中的非金属夹杂物，主要是指铁及其他合金元素与氧、硫、氮等作用所形成的化合物，如FeO、MnO、Al2O3、SiO2、FeS、MnS、AlN、VN等，以及在炼钢和浇注时带入的耐火材料，后者的成分也主要是Si、Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的氧化物。钢中的非金属夹杂物就其来源，可以分为内在夹杂物和外来夹杂物，仙在的夹杂物是钢在液态及凝固过程中形成的化合物。

钢中的非金属夹杂物在基本种意义上呆以看成是一定尺寸的裂纹，它破坏了金属的连续性，引起应力集中，在外界应力的作用下，裂纹延伸很容易发展扩大而导致性能降低。塑性夹杂物的存在，随着锻轧过程延展变形，致使钢材产生各向异性。同时夹杂物抛光过程中的剥落，提高了模具的表面粗糙度。因此，对于大型和重要的模具来说，提高钢的纯净度是十分重要的。

4、白点

白点是热轧钢坯和大型锻件中比较常见的缺陷，是钢的内部破裂的一种。白点的存在对钢的性能有极为不利的影响，这种影响主要表现在使钢的力学性能降低，热处理时使锻件淬火开裂，或使用时发展成更为严重的破坏事故，所以在任何情况下，都不能使用有白点的锻件。不同的钢对白点的敏感程度是不同的，一般认为容易发生白点的钢有铬钢、铬钼钢、锰钢、锰钼钢、铬镍钼钢、铬钨钢等。其中以含W（C）大于0.30%、W（Cr）大于1%、W（Ni）大地2.5%的马氏体铬镍钢及铬镍钼钢等对白点的敏感性最大。白点的形成原因是钢中的氢的脱溶析出聚集，在钢的纵断面上形成的银亮白色粗晶状的圆形或椭圆形的斑点。它往往使锻件和坯材的内部产生裂纹。模具钢5CrNiMo、5CrMnMo等最容易发生白点，若增加碳化物元素Cr、Mo和V后可以降低白点的敏感性。这类钢在生产中一定要注意脱气和加强大锻件的锻后缓冷或去氢退火。

5、氧含量

对模具钢一般都未规定钢中的允许的气体含量。随着氧含量的增加，氧化物的颗粒和数量都随之增加，钢的疲劳性能降低，热裂纹也容易产生。有人曾对4Cr5MoSiV1钢进行过试验，氧含量最好不超过1.5*10-5，哪日本山阳特殊钢公司规定高纯净度钢氧含量不大于1.0*10-5。因此，近年来，为了提高模具的制造质量。国内外的模具钢逐渐在向低氧含量的方向发展。

6、碳化物的不均匀度

碳化物是绝大多数模具钢的必需组分，除可溶于奥氏体的碳化物外，还会有部分不能溶于奥氏体的残留碳化物。碳化物的尺寸、形态、分布对模具钢的使用性能等有十分重要的影响。关于碳化物的尺寸、形状和分布是与钢的冶炼方法、钢锭的凝固条件以及热加工变形条件等有关。过共析钢的碳化物可能在晶界形成风状碳化物或是在加工变形中碳化物被拉长而形成带状碳化物或者二者兼有，莱氏体模具钢中，存在一次碳化物和二次碳化物，在热变形的过程中，网状的共晶碳化物大多可以破碎，碳化物先沿变形方向延伸，产生带状，随着变形程度的增加，碳化物变得均匀、细小。碳化物的不均匀性对淬火变形、开裂、钢材的力学性能的影响较大。

7、偏析

偏析即钢的成分与组织不均匀性的表现，这是在模具钢的低倍组织的检验中常存在的一种缺陷。是钢锭在凝固过程中形成的，与钢的化学成分和浇注温度等有关。一般分为树枝状的偏析、方形偏析、点状偏析等。由于树枝状的偏析的存在，使负然各个不同的方向的力学性能表现出明显的差异。方形偏析是由于铸锭结晶时，在柱状晶的末端与锭心等轴晶区间，聚集了较多的杂质和孔隙而形成的。严重的方形偏析，对钢材的质量的影响是显着的，特别是切削加工量很大的零件或心部受力的模具零件。偏析除了影响模具钢力学性能的等向性外，对模具的抛光性能也有一定的影响。因此，国外相关的标准中有严格的规定。

8、疏松

疏松是钢的不致密性的表现。疏松多数出现在钢锭的上部及中部，在这些地方因为集中了较多的杂质和气体造成的。由于疏松缺陷的存在，降低了钢的强度和韧性，也严重地影响了加工后的表面的粗糙度，在一般的模具钢中的影响不是特别大，但如冷轧辊、大型的模块、冲头和塑料成形模具零件等都有较严格的要求。如深型腔的锻模和冲头要求疏松不超过1级或2级，用于表盘或透光件等的塑料模具用钢，要求疏松不超过1级。

『肆』 做模具一般要用什么样的钢材

其实做模具用什么钢取决于产品是什么材料的，以及客户要求的出模数，因为有些材料是有腐蚀性的，所以要选择抗腐蚀的钢材进行特殊处理，如果是普通的材料如PP PE ABS等无腐蚀性的材料如果想模具用的久一点就用NAK80 当然这种材料比较贵，如果想便宜点就用P20 H13 CR12等也是可以的

『伍』 中国的钢材产量位居世界前列，为何特种钢材仍需进口

刚才产量位居世界前列，并不表示特种钢材产量也很多，因为我国的钢铁创新能力还是比较薄弱，所以对于这种特种钢材还是依赖于外国。

中国虽然是钢铁大国，但不是钢铁强国。这就相当于有些生产涨价，虽然生产出来的产品量很多，但是质量不好是一个道理，当然我并不是说中国的钢铁质量不好，只是一般生产出来的钢材都是普通钢材，但是像特种钢，中国目前的产量还不足以满足自需。所以一般中国使用的特种钢都是从日本进口的。中国每年所生产的钢铁都是中低级钢材，特种钢由于技术不过关，操作达不到要求，所以没有办法大量产出，依旧只能依靠进口。那为什么中国一般都从日本进口特种钢呢？

为什么我国没有办法去生产特种钢呢？这是因为我们不具有高精度的模具钢，如果你想要制造特种钢，那么你一定要有精细的模具作为模板，但是这种模具只有日本才有，所以没有办法，你只有去买他们的钢材，所以就算我们如今已经是产量的第一大国，但依旧每年都要从日本进口大约200万吨的各种钢材，造成这种原因，就是由于我们本国没有办法生产这种钢材。

『陆』 在什么情况下使用模具钢材

现今科学的迅速发展,模具的用途也越来越广泛,各种模具的工作条件也具有一定的差距.在广泛的模具制造材料中,应用最广泛的就属模具钢.从一般的碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、高速工具钢、不锈耐热钢等,直到适应特殊模具需要的马氏体的时效钢以及粉末高速钢、粉末高和金属模具钢等.模具钢可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类.冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工作进行压制成型的模具;热作模具钢用于制造对高温状态下的工件进行压力加工模具;因为塑料的品种很多,对塑料制品的要求也不一样,所以制造塑料模具的材料也不一样.

『柒』 好的模具钢属于哪几种

模具钢材主要分为：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、碳素结构钢，还有一些进口模具钢：譬如说日本大同，日立，瑞典，抚顺，一胜百等等，

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！

冷作模具钢材包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢，按其所制造具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢，碳质量分数在0.80%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高，淬火后变形很小模具用钢，最高铬质量分数可达13%，并且为了形成大量碳化物，钢中碳质量分数也很高，最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高，其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。
热作模具钢材分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型，包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外，还要承受反复受热和冷却的做用，而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数在0.30%~0.60%，属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。
塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外，还要求具有良好的工艺性，如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下，注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢；热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。
塑胶模具钢
模具钢材可加工性
——热加工性能，指热塑性、加工温度范围等；
热作模具用钢
——冷加工性能，指切削、磨削、抛光、冷拔等加工性能。
冷作模具钢大多属于过共析钢和莱氏体钢，热加工和冷加工性能都不太好，因此必须严格控制热加工和冷加工的工艺参数，以避免产生缺陷和废品。另一方面，通过提高钢的纯净度，减少有害杂质的含量，改善钢的组织状态，以改善钢的热加工和冷加工性能，从而降低模具的生产成本。
为改善模具钢的冷加工性能，自20世纪30年代开始，研究向模具钢中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素，发展了各种易切削模具钢，以进一步改善其切削性能和磨削性能，减少刀具磨料消耗、降低成本。
模具钢材淬透性和淬硬性
淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火前的原始组织状态；淬硬性则主要取决于钢中的含碳量。对于大部分的冷作模具钢，淬硬性往往是主要的考虑因素之一。对于热作模具钢和塑料模具钢，一般模具尺寸较大，尤其是制造大型模具，其淬透性更为重要。另外，对于形状复杂容易产生热处理变形的各种模具，为了减少淬火变形，往往尽可能采用冷却能力较弱的淬火介质，如空冷、油冷或盐浴冷却，为了得到要求的硬度和淬硬层深度，就需要采用淬透性较好的模具钢。
模具钢材淬火温度和热处理变形
为了便于生产，要求模具钢淬火温度范围尽可能放宽一些，特别是当模具采用火焰加热局部淬火时，由于难于准确地测量和控制温度，就要求模具钢有更宽的淬火温度范围。
模具在热处理时，尤其是在淬火过程中，要产生体积变化、形状翘曲、畸变等，为保证模具质量，要求模具钢的热处理变形小，特别是对于形状复杂的精密模具，淬火后难以修整，对于热处理变形程度的要求更为苛刻，应该选用微变形模具钢制造。
氧化、脱碳敏感性
模具在加热过程中，如果发生氧化、脱碳现象，就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低；因此，要求模具钢的氧化、脱碳敏感性好。对于含钼量较高的模具钢，由于氧化、脱碳敏感性强，需采用特种热处理，如真空热处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等。
模具钢材其他因素
在选择模具钢时，除了必须考虑使用性能和工艺性能之外，还必须考虑模具钢的通用性和钢材的价格。模具钢一般用量不大，为了便于备料，应尽可能地考虑钢的通用性，尽量利用大量生产的通用型模具钢，以便于采购、备料和材料管理。另外还必须从经济上进行综合分析，考虑模具的制造费用、工件的生产批量和分摊到每一个工件上的模具费用。从技术、经济方面全面分析，以最终选定合理的模具材料。
模具钢材性能要求
1. 强度性能
（1）硬度硬度是模具钢的主要技术指标，模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变，必须具有足够高的硬度。冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右，热作模具钢根据其工作条件，一般要求保持在HRC40~55范围。对于同一钢种而言，在一定的硬度值范围内，硬度与变形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间，其塑性变形抗力可能有明显的差别。
（2）红硬性 在高温状态下工作的热作模具，要求保持其组织和性能的稳定，从而保持足够高的硬度，这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能，铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。
（3）抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用，因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下，进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件（例如，所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合）。抗弯试验的另一个优点是应变量的绝对值大，能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。
2. 韧性
在工作过程中，模具承受着冲击载荷，为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏，要求模具钢具有一定的韧性。
模具钢的化学成分，晶粒度，纯净度，碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况，以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响。特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显。钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺，以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到最佳的配合。
冲击韧性系表特征材料在一次冲击过程中试样在整个断裂过程中吸收的总能量。但是很多工具是在不同工作条件下疲劳断裂的，因此，常规的冲击韧性不能全面地反映模具钢的断裂性能。小能量多次冲击断裂功或多次断裂寿命和疲劳寿命等试验技术正在被采用。
3. 耐磨性
决定模具使用寿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当大的压应力和摩擦力，要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性，就要既保持模具钢具有高的硬度，又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具，要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持润滑作用，减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损，又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。
耐磨性可用模拟的试验方法，测出相对的耐磨指数，作为表征不同化学成分及组织状态下的耐磨性水平的参数。以呈现规定毛刺高度前的寿命，反映各种钢种的耐磨水平；试验是以Cr12MoV钢为基准进行对比。
4. 抗热疲劳能力
热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外，还受到高温及周期性的急冷急热的作用，因此，评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能的指标，它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面。
热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命，抗热疲劳性能高的材料，萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多；机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后，在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时，每一应力循环的扩展量；断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。断裂韧性高的材料，其中的裂纹如要发生失稳扩展，必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子，也就是必须有较大的裂纹长度。在应力恒定的前提下，在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹，如果模具材料的断裂韧性值较高，则裂纹必须扩展得更深，才能发生失稳扩展。
也就是说，抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命；而裂纹扩展速率和断裂韧性，可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命。因此，热作模具如要获得高的寿命，模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。
抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数，也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。
5. 咬合抗力
咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较为重要。试验时通常在干摩擦条件下，把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）进行恒速对偶摩擦运动，以一定的速度逐渐增大载荷，此时，转矩也相应增大，该载荷称为“咬合临界载荷”，临界载荷愈高，标志着咬合抗力愈强。

『捌』 进口模具钢种与国内模具钢种的比较

建国以来我国模具钢生产技术发展较快，从无到有，从仿制到自己开发，目前我国模具钢的产量已跃居世界前列。经过几次钢种整顿的标准修证在gb/t1299-2000《合金工具钢》标准中包含了37个钢种，基本上形成了我国特色的模具钢系列。据冶金工业联合会调研，我国模具钢按照使用状态主要分为：塑料模具钢，约占60%；冲压模具钢，约占20%；压铸模具钢，约占6%～8%。随着我国模具工业的持续发展，对于高档模具用钢进口量不断攀升。模具用钢进口主要来自日本、德国、瑞典、奥地利、韩国等国家，进口总量约在6万吨左右。

我国塑料模具钢、热作模具钢和冷作模具钢分述如下：

塑料模具钢：主要品种有s50c、s45c、3cr2mo(p20)、3cr2nimnmo(718)、10ni3mncual等，占模具钢总产量的62%，而合金塑料模具钢3cr2mo(p20)、3cr2nimnmo(718)、10ni3mncual等占塑料模具钢总量的12%左右，占合金模具钢总量的23%左右；

热作模具钢：主要品种有4cr5mosiv1(h13)、3cr2w8v、5crnimo、5crmnmo等四个钢种，占模具钢总产量的21%，占合金模具钢总量的42%。在热作模具钢中主要是以美国ast2ma681标准的通用型钢h13(4cr5mosiv1)为主，总产量近30000t，占热作模具钢总产量的54.2%，已占主导地位。而国外已较少用的3cr2w8v钢，在我国的产量虽然逐年减少，但仍占很大比例(14573t)，达26.4%；

冷作模具钢：主要品种为cr12(d3)、cr2wmn(01)、cr12mov、cr12mo1v1(d2)等，占模具钢总量的17%，占合金模具钢总量的34 %。在cr12系列的模具钢中，仍然以cr12钢为主，2001年产量高达17000t，占该系列钢的46%，而d2(cr12mo1v1)钢仅占18.2%。可见我国模具钢的产量，已有了很大的发展，但有的钢种还需进一步开发。

虽然近几年我国模具钢制造水平取得了长足的进步，但我国合金模具钢与美、日、法及瑞士等国际先进水平相比还存在一定的差距，在品种、质量、尺寸规格及性能等方面都难以满足市场需求，导致我国每年大批的中高档模具必须从国外进口。进口模具钢的规格主要是大尺寸的锻制模块(厚250～800mm)×(宽600～1200mm)及大尺寸的模具扁钢(厚30～300mm)×(宽400～1500mm)，这在国内目前只有少数钢厂能生产。

进口材料中：热作模具钢约占20% (2万t/年左右)，主要是h13(日本牌号skd61)；冷作模具钢约占20%(2万t/年左右)，主要是d2(日本牌号skd11)；塑料模具钢约占60%(6万t/年左右)，主要是p20及其改进型738。进口模具钢的价格很贵，一般为国产钢的3～5倍，可以认为，对于进口模具钢材，大部分产品我国有能力进行研究开发，关键问题在于加强模具钢的基础研究和生产工艺的攻关，提高国产模具钢的质量和性能水平。另外，塑料模具钢必须以预硬化状态交货，并有良好的抛光性能。模块最好能六面光并且有良好的内在质量