模具工程師根據(jù)磨具的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，有效使用模具制造材料是磨具材料特性對(duì)產(chǎn)品壽命的關(guān)鍵危害之一。

　　模具熱處理和表面強(qiáng)化是模具加工中的重要加工工藝，是保證磨具質(zhì)量和使用壽命的重要組成部分。具體使用證明在磨具無效時(shí)，由于熱疏忽而占很大比例。

　　磨具應(yīng)用廣泛，工作性質(zhì)差異大，生產(chǎn)制造模具原材料范圍廣。目前沖壓模具、塑料模具、壓鑄模具、粉末未冶金模具的原材料以鋼為核心，部分磨具也可選用鑄鋅合金和聚合物材料。

　　磨具材料的特性標(biāo)準(zhǔn)及使用標(biāo)準(zhǔn)

　　研磨建筑用鋼的關(guān)鍵技術(shù)性能如下：

　　1.硬度和耐磨性(主要磨具無效，確定產(chǎn)品壽命)

　　2.可加工性能(模具零件外觀復(fù)雜，熱處理工藝變化小)

　　3.強(qiáng)度延展性(足夠的抗壓強(qiáng)度承受高壓，沖擊載荷等條件耐磨性高)

　　4.切削性、拋光性和耐腐蝕性(塑料和添加劑的腐蝕性)。

　　主要用途可分為三類：磨具建筑用鋼：

　　1.冷工模具鋼：在熱狀態(tài)下制作金屬材料變形磨具，包括：沖壓模具、冷擠壓模具、冷軋模具、粉末抑制模具。

　　主要用途可分為三類：磨具建筑用鋼：

　　1.冷工模具鋼：在熱狀態(tài)下制造金屬材料變形磨具，包括沖壓模具、冷擠壓模具、冷軋模具和粉末抑制模具。規(guī)定高韌性、高耐磨性和足夠的強(qiáng)度延展性。

　　2.熱模鋼：生產(chǎn)加熱固體或形狀記憶合金在壓力下形成的磨具，包括：熱鍛模、壓鑄模。規(guī)定高溫環(huán)境具有足夠的抗壓強(qiáng)度、韌性、耐磨性、高燒疲勞阻力和傳熱性

　　3.塑料模具鋼:生產(chǎn)制造各種注塑模具。塑料品種多，規(guī)定差異大，模具鋼覆蓋面廣。使用性能高(熱處理工藝變型小，拋光性好，耐腐蝕)的關(guān)鍵規(guī)定

　　采用一般標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)規(guī)定，使用性能好，適度考慮合理性。

　　磨具常用的熱處理方法

　　模具熱處理包括磨料材料熱處理和模具零件熱處理。

　　磨料材料熱處理：在煉鋼廠進(jìn)行，保證鋼材質(zhì)量，如基本物理性能，合金成分應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)。其特點(diǎn)是批量生產(chǎn)大中型工業(yè)電爐。

　　模具零件熱處理工藝：在模具廠和專業(yè)熱處理廠進(jìn)行。其特點(diǎn)是小批量生產(chǎn)或單件生產(chǎn)，加工工藝復(fù)雜多樣，機(jī)械設(shè)備精湛。

　　熱處理方法分為預(yù)備熱處理和最終熱處理工藝。常見的方法有：淬火、淬火、熱處理、熱處理、滲氮、滲氮等，如表所示。

　　冷工模具鋼和熱處理工藝

　　冷模主要用于金屬材料或非金屬材料的沖裁、拉伸、彎曲等工藝。工作中的零件具有拉壓、彎曲、沖擊、疲勞、摩擦等機(jī)械功能。

　　關(guān)鍵無效方法:破裂、堆塌、損壞、粘附(咬牙)、咬傷、軟化等。

　　冷工模具鋼的重要技術(shù)性能：高變形阻力、破裂阻力、耐磨性、緩解疲勞和粘附性

　　常見材料包括：

　　調(diào)質(zhì)鋼，T10A，T12A

　　9Mn2V低合金鋼、CrWMn、9SiCr、GCr15

　　金鋼，高合汽車，Cr12、Cr12MoV

　　合金鋼的主要特點(diǎn):馬氏體相變點(diǎn)Ms，含C量大，合金成分多，合金成分減少。

　　冷工模具鋼和熱處理工藝

　　冷工模具鋼熱處理工藝特點(diǎn)：加熱方法（加熱或階梯加熱）、加熱材料(選用氣氛爐和真空燒結(jié)爐)、散熱方式(相對(duì)溫和的散熱方式可以減少變形)、表面處理(深冷處理、高頻淬火)、工藝流程間安全防護(hù)(及時(shí)處理)

　　調(diào)質(zhì)鋼的熱處理工藝：用于中小型簡(jiǎn)易冷作模具工作中不太高的零件，（T8A,T10A)，T10A最常用，強(qiáng)度延展性高。調(diào)質(zhì)鋼切削性能差，基本熱處理后淬硬層1.5～3.0mm。調(diào)質(zhì)鋼切削性能差，基本熱處理后淬硬層1.5～3.0mm。

　　低合金鋼的熱處理工藝：又稱油淬鋼，一般熱處理溫度低，在油中制冷，變形小，尺寸穩(wěn)定性好。

　　常用材料有：鉻鎢合金鋼(CrWMn，9CrWMn、錳釩鋼(9Mn2V)、高碳鋼錳鋼(Cr2)、鉻硅鋼板(9SiCr)

　　高合汽車金鋼的熱處理工藝：通常是高鉻碳鋼，切削性能很高，具有微變形性，又稱微變形鋼，是高端冷工鋼。

　　Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr5MoV等。

　　火苗熱處理冷工模具鋼的熱處理工藝：專門為簡(jiǎn)化大中型、超大型冷工模具的生產(chǎn)工藝而開發(fā)，其熱處理工藝特點(diǎn)是：淬火溫度范圍較寬（880-1150℃），適用于手工制作；切削性能高，風(fēng)冷后硬度高，無論是芯部特性還是熱處理變形選擇性小。

　　冷工模具鋼與熱工模具鋼的區(qū)別：冷工模具鋼注重強(qiáng)度和耐磨性。

　　冷工模具鋼與熱工模具鋼的區(qū)別：冷工模具鋼注重強(qiáng)度和耐磨性。碳含量高，合金成分以提高切削性能和耐磨性為主。 熱作模具鋼強(qiáng)度適中，注重紅硬、傳熱、耐磨。因此，碳含量低，合金成分以提高切削性能、提高耐磨性和紅硬度為主。

　　塑料模具鋼及熱處理工藝

　　塑料模具鋼的主要特點(diǎn)：

　　1.覆蓋面廣:從普通鋼材到專用型鋼。專用型鋼有獨(dú)到的見解，鋼型前加SM

　　2.特點(diǎn)嚴(yán)格，熱處理工藝難度大，規(guī)定可拋光性和鏡面玻璃質(zhì)量

　　3，防止變型

　　4，抗腐蝕

　　5，易削性

　　各種鋼型熱處理工藝

　　▇預(yù)硬底化塑料模具鋼的熱處理工藝

　　▇易切削預(yù)硬底化塑料模具鋼的熱處理工藝

　　▇非合金碳塑料模具鋼的熱處理工藝

　　▇滲C型塑料模具鋼的熱處理工藝

　　▇耐腐蝕塑料模具鋼的熱處理工藝

　　▇及時(shí)硬化塑料模具鋼的熱處理工藝

　　●預(yù)硬化鋼一般是指鋼廠進(jìn)行最終熱處理工藝（淬火回火）的建筑鋼。

　　●典型的預(yù)硬底化塑料模具鋼為SM3Cr2Mo.熱處理方法為：840-880℃熱處理、油冷、600-650℃淬火、風(fēng)冷、32HRC供應(yīng)強(qiáng)度。

　　●典型的預(yù)硬底化塑料模具鋼為SM3Cr2Mo.熱處理方法為：840-880℃熱處理、油冷、600-650℃淬火、風(fēng)冷、32HRC供應(yīng)強(qiáng)度。

　　●對(duì)應(yīng)的美國建筑鋼為P20，德國鋼40CrMnMo7，日本HPM2。P20鋼滲Ｃ后熱處理方法為： 820--870℃熱處理, 淬火150-260℃，風(fēng)冷，滲透ＣHRC層強(qiáng)度為58-64。德國鋼40crmnmo7的切削性能優(yōu)于SM3cr2mo，具有較強(qiáng)的工藝性能和拋光性能。

　　●在保證原有特性的同時(shí)，易切預(yù)硬化鋼加入一種或多種易切合金成分。

　　●典型材料有:8crmnWMoVS(8crs)，當(dāng)熱處理工藝達(dá)到40-42HRC時(shí)，其切割加工性能與淬火T10A鋼(200HBS)非常相似，具有較強(qiáng)的拋光和光刻技術(shù)腐蝕性。典型的性熱處理工藝：800±10 淬火℃，保溫2-4h，降溫700-720 ℃，保溫4-6h，爐冷，強(qiáng)度=58HRC。

　　●耐磨易切削鋼：5CrNiMnMovsca

　　●碳塑料模具鋼是冶金工業(yè)質(zhì)量(純度)較高的碳碳鋼，含C量為0.4%-0.6%。

　　●典型材料有：SM455、SM50，類似于S45C-S58C的日本鋼號(hào)。其熱處理方法與傳統(tǒng)加工工藝相同，對(duì)于中小型注塑模具零件，精度要求較低，首選該鋼品牌。

　　●滲C型塑料模具鋼：對(duì)于受沖擊較大的注塑模具零件，規(guī)定表面硬芯部韌性，選用滲C鋼。一般零件選擇20cr。對(duì)表面質(zhì)量要求較高的零件選用專業(yè)鋼牌號(hào)：12CrNi3A。

　　●耐腐蝕塑料模具鋼用于制造對(duì)金屬有腐蝕性的塑料制品磨具 零件。

　　●典型的鋼材品牌有：Cr13、9Cr18等可加強(qiáng)馬氏體不銹鋼。其熱處理工藝與普通不銹鋼金屬制品相同。

　　●及時(shí)硬化塑料模具鋼：針對(duì)外觀復(fù)雜、精度高、使用壽命長(zhǎng)的注塑模具零件，選用及時(shí)硬化鋼，減少熱處理工藝變形，提高模具零件的精度保持性。時(shí)效處理后，模具零件變松(28-34HRC)，便于生產(chǎn)加工成型，然后時(shí)效硬化，獲得所需的綜合物理性能。

　　●奧氏體時(shí)效硬化鋼具有較高的強(qiáng)屈性、優(yōu)異的加工性和焊接性。在固溶處理?xiàng)l件下，典型的鋼牌號(hào)為18Ni，強(qiáng)度為28HRC，480 ℃時(shí)效性3h，強(qiáng)度可提高到43HRC，隔熱時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度可達(dá)52HRC。

　　●硬底化槽鋼通過及時(shí)處理和積累加強(qiáng)，強(qiáng)度可達(dá)37-43HRC。象征性鋼材型號(hào)有：25crNi3moal。這種鋼冶金行業(yè)質(zhì)量高，一般采用專用冶煉廠，純讀好，鏡面玻璃研磨性好。其熱處理工藝分為：第一次固溶處理(熱處理)、第二次時(shí)效處理(淬火)和調(diào)質(zhì)處理。

　　市場(chǎng)上常用的塑料模具鋼

　　●718塑料模具鋼(43元/企業(yè))

　　●718塑料模具鋼:交貨狀態(tài)已預(yù)加硬至HB285-320(HRC30-35)，無需再加硬層，絕不變形；可以繼續(xù)加硬到HRC40。特點(diǎn)：經(jīng)加熱爐精煉或電渣再溶鋼，適用于電腐蝕（火花放電）生產(chǎn)加工，易拋光；切割性能好，結(jié)合物理性能好。主要用于：

　　(1)大中型塑料磨具的長(zhǎng)期供應(yīng)；

　　(2)大型注塑模具有拋光處理規(guī)定。

　　●718H （ 36元/企業(yè)） 鉻鎳鉬合金鋼為真空熔煉，出廠前已進(jìn)行淬火層和回火處理，具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：無淬火和熱處理工藝變化的風(fēng)險(xiǎn) 不需要熱處理工藝的費(fèi)用 減少模具生產(chǎn)周期的時(shí)間 降低磨具成本(例如，不需要華僑變形) 調(diào)整方便的磨具 可采用滲氮處理和火眼金眼固化處理，提高模具的硬度和耐磨性。 718H適用范圍： 大中型使用壽命長(zhǎng)的塑料注塑模具，如家用電器產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)外殼等表面光滑度高的橡塑產(chǎn)品。由于硬度高，適用于注塑模具中的滾輪成型專用工具。制動(dòng)系統(tǒng)模具（彎板模具）的縮小（根據(jù)生產(chǎn)需要，可增加火焰硬化或氮處理）結(jié)構(gòu)部件和軸 ●718H建筑鋼材專業(yè)： 拋光性和工藝性能好，建筑鋼材純度高。

　　●出廠情況：預(yù)硬HB： 330-370

　　●S136 (96元/企業(yè))

　　●S136 －－超耐磨耐腐蝕預(yù)硬鏡玻璃建筑鋼一勝百(瑞典)ASSAB STAVAX ESR(S-136)高端不銹鋼合金鋼，具有以下特點(diǎn):

　　●耐腐蝕性好

　　●拋光性好

　　●耐磨性好

　　●機(jī)械設(shè)備良好的工藝性能

　　● 綜合上述優(yōu)點(diǎn)具有良好的熱處理可靠性，促使鋼材品牌具有非凡的生產(chǎn)特點(diǎn)。由于其良好的耐腐蝕性，注塑模具中常用的好處如下：

　　● 長(zhǎng)期使用相對(duì)較低的維修費(fèi)用磨具后，模穴外觀仍保持原有光滑。

　　HPM38 (日立金屬材料 )

　　超耐磨耐腐蝕預(yù)硬鏡玻璃建筑鋼HPM38是一種含有Mo不銹鋼板的13Cr系統(tǒng)，經(jīng)過特殊熔化制成，具有很好的耐腐蝕性。

　　HPM38 (日立金屬材料 )

　　超耐磨耐腐蝕預(yù)硬鏡玻璃建筑鋼HPM38是一種含有Mo不銹鋼板的13Cr系統(tǒng)，經(jīng)過特殊熔化制造，具有很好的耐腐蝕性。因此，更適合硬度大、耐腐蝕鏡玻璃要求高的注塑模具，HPM38熱處理工藝規(guī)格變化小，適用于高精度熱處理工藝。此外，它具有很強(qiáng)的腐蝕性，有利于模具維護(hù)。主要用于日用全透明產(chǎn)品(家用電器、診療、食品)高拋光標(biāo)準(zhǔn)的磨具及其耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)的壓鑄模具。如：通信設(shè)備零件、醫(yī)療機(jī)械零件等。

　　特點(diǎn)：拋光性好，耐腐蝕性好，熱處理工藝規(guī)格小 。

　　熱作模具鋼及熱處理工藝

　　熱模主要包括鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等

　　關(guān)鍵無效方法:破裂(干裂或機(jī)械疲勞裂)、形狀變化或凹模堆塌、熱疲勞、熱磨損和熱熔損。

　　熱作模具鋼的主要特點(diǎn)：除使用性能較好外，還規(guī)定在各種條件下具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度、延展性、強(qiáng)度和耐熱性。一般C含量較低，多元合金化(含Cr、W、Mo、Ni、V、Si、Co等）

　　耐磨熱作模具鋼：用于制造受沖擊負(fù)荷較大的熱作模具工作中的零件。一般C含量較低，多元合金化(含Cr、W、Mo、Ni、V、Si、Co等）

　　耐磨熱作模具鋼：用于制造受沖擊負(fù)荷較大的熱作模具工作中的零件。

　　典型鋼材型號(hào)：5CrNimo和5CrMnmo。

　　高熱強(qiáng)度熱作模具鋼：制造壓鑄模具和機(jī)鍛模具工作部件的關(guān)鍵。要求具有較高的熱強(qiáng)度、熱疲勞、熱熔損傷、淬火阻力、耐熱性。一般含有較多的Cr、W、Si、Mo、V等合金成分。意思是鋼型有： 4Cr5Mosiv、 4Cr5Mosiv1(海外型號(hào)H13)、4cr3Mo3Siviviv

　　熱作模具鋼耐磨性高：具有良好的紅硬熱磨損性，具有較高的持續(xù)高溫抗壓強(qiáng)度，持續(xù)高溫韌性耐熱性。意思是鋼型：3Cr2W8V，含W量大。淬火溫度高：1100-115 ℃.為減少變形，應(yīng)緩慢加熱，加熱復(fù)雜、大中型零件

　　其他模具鋼的熱處理工藝

　　磨具采用生鐵熱處理工藝：生產(chǎn)大中型復(fù)雜磨具，一般選用球墨鑄件、合金鑄鐵。淬火和高溫回火是典型的熱處理工藝。

　　鑄鋼磨具熱處理：大中型鍛造模具，主要代表ZG5CrMnMo、ZG5CrNiMo等。淬火和回火通常是熱處理工藝。

　　鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具的熱處理工藝：以鋼基材為粘結(jié)相，以金屬碳化物為硬相，按粉末冶金工藝抑制煅燒。其熱處理工藝與合金結(jié)構(gòu)鋼基本一致。

　　時(shí)效硬化鋼

　　所有能根據(jù)時(shí)效熱處理提高硬度的碳素鋼，都稱為時(shí)效硬化碳素鋼。典型的鋼材品牌包括奧氏體及時(shí)性鋼和沉淀硬化不銹鋼。前者的基本特征是碳含量≤0.03%和鎳18%～25%，并添加各種合金成分，可產(chǎn)生及時(shí)硬化。主要用于飛機(jī)上的一些部件、火箭彈發(fā)動(dòng)機(jī)外殼等，也用于壓鑄件等。沉淀硬化不銹鋼可分為馬氏體-奧氏體沉淀硬化不銹鋼和馬氏體沉淀硬化不銹鋼。馬氏體-奧氏體沉淀硬化不銹鋼可用作機(jī)場(chǎng)人體的薄壁結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、材料儲(chǔ)罐、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、壓力容器等。奧氏體沉淀硬化不銹鋼能耐空氣、水等物質(zhì)的侵蝕，用于制造液體火箭外殼和核