1.2 模具用鋼

模具用鋼分類的方法有多種，習慣上將它們分成四大類：熱作模具鋼、冷作模具鋼、塑料模具鋼和玻璃模具鋼，但并非專鋼專用，有些鋼可以制作多種模具。

1.2.1 熱作模具鋼

熱作模具鋼主要用于制造高溫狀態下進行壓力加工的模具。熱作模具在服役時承受著很大的沖擊力，模膛和高溫金屬接觸，本身溫度常達300～400℃，局部達到500～700℃，有的甚至達到1000℃，還經受反復的加熱和冷卻，其工作條件相當惡劣。熱作模具要求具有高的高溫抗變形能力、淬透性、耐回火性、韌性、高溫強度、高溫韌度、抗熱裂性、高溫耐磨性和耐金屬浸蝕性；要求材料組織均勻，方向性小，工藝性好。

1.熱作模具的性能要求

根據工作狀況的不同，熱作模具可以簡單地分為錘鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等幾類。

（1）錘鍛模 錘鍛模在高溫下通過重加壓力，強制金屬成形，工作中模具受到非常大的沖擊載荷，并同時承受壓應力、拉應力和附加彎應力。被錘鍛的金屬在模膛內產生強烈的摩擦，模膛表面與高溫（始鍛溫度為1100～1180℃）金屬接觸，被加熱到300～600℃，工作中還要反復地受到高溫-冷卻的循環作用，產生了交變的熱應力，所以模具的疲勞性能要好。

熱錘鍛模的失效形式為：由于磨損造成的模膛尺寸超差和產生裂紋以及網狀的熱疲勞龜裂。因此，要求錘鍛模在其工作溫度下保持高的強度和良好的沖擊韌度，良好的熱疲勞強度、抗氧化性和熱強度，以及高的淬透性、良好的導熱性。

（2）熱擠壓模 熱擠壓模在工作中承受很大的壓應力和彎應力，脫模時還要受到一定的拉應力，模具與高溫金屬接觸時間長，需要水冷，因而易產生熱疲勞裂紋等。

熱擠壓模的失效形式有：模膛塌陷或變形，沖頭鐓粗，沖頭的應力集中處產生裂紋或斷裂，熱疲勞裂紋，表面磨損、拉毛或形成溝槽。表面熱裂是影響這類模具壽命最重要的因素，占失效模具的80%左右。因此，要求熱擠壓模具具有高的強度、高的疲勞強度、高硬度和高的耐磨性，同時還要有良好的抗氧化性和熱強性，以及高的淬透性、良好的導熱性。

（3）壓鑄模 壓力鑄造是把熔融的金屬一次壓射至一個或若干個型腔內形成鑄件的一種成形工藝。這種成形方法屬于少無切削加工，可以節約大量的金屬材料，提高產品質量，降低成本，因而得到了廣泛的應用。

壓力鑄造是在高壓下，使熔融金屬擠滿型腔，壓鑄成形。在工作過程中，模具反復與熾熱的金屬接觸，因此，要求模具具有高的耐熱疲勞性、良好的耐磨性與耐蝕性、必要的高溫力學性能，對淬透性，視模具的尺寸大小也有一定要求。

2.錘鍛模用鋼

GB/T 1299—2000中，熱作模具鋼納入12個牌號，其中熱錘鍛模具用鋼有5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV。推薦的牌號有5CrNiMoV、5Cr2NiMoSi。此外，5SiMnMoV、5CrMnSiMoV、5CrNiTi、5CrNiW等牌號也可用于制造錘鍛模。

5CrNiMo鋼是我國應用最早的熱鍛模具鋼，但在使用中發現該鋼的淬透性不能滿足大截面錘鍛模的需要，截面尺寸>300mm時，心部硬度已不能滿足要求。5CrNiMo鋼模具的使用溫度不得超過500℃。5CrNiMoV鋼是國外廣泛使用的錘鍛模用鋼，55CrNiMoV6鋼是德國的牌號，這些鋼中的Cr、Ni、Mo含量均高于國產的5CrNiMo鋼成分，并含有少量的V，在400mm×400mm的截面上可以完全淬透，耐回火性比5CrNiMo鋼高100℃左右，其使用壽命高于5CrNiMo。我國在20世紀80年代對此作過大量的分析和研究，并推薦5CrNiMoV鋼用于大型、復雜的重載荷錘鍛模。

5CrNiMoVSi鋼與5CrNiMo鋼相比，碳含量稍低，但Cr、Mo量提高了，并加入適量的V、Si。使之有了高的淬透性。經調質處理后，可在500mm×500mm截面上保持表面和心部硬度的一致性。在回火時，由于析出M₂C型碳化物，使鋼二次硬化，其熱硬性比5CrNiMo鋼高150℃以上。45Cr2NiMoVSi鋼的C、Si稍有降低，更適宜制作錘鍛模，這種鋼用于制造3t以上錘鍛模和4000t以上壓力機鍛模，使用壽命較5CrNiMo和55CrNiMoV6鋼提高0.5～1.5倍。3Cr2MoWVNi鋼有二次硬化效益和較高的熱穩定性，制造的熱鍛模有較高的使用壽命。

3.擠壓模用鋼

以前擠壓模用得最多的鋼是3Cr2W8V鋼，但現在又有被其他鋼種取代的趨勢，國外已基本停止使用，代之以5%Cr（質量分數）系列的其他鋼，其中以美國的H13（4Cr5MoSiV1）鋼應用最為廣泛。在使用溫度小于600℃時，H13鋼有良好的冷熱疲勞性能，用做熱擠壓模和鋁合金壓鑄模，有比較高的使用壽命。但H13有較大的尺寸效應，在截面尺寸超過120mm以后，心部韌性明顯下降，國外采用爐外精煉、高溫擴散退火、等向鍛造等工藝，以改善其尺寸效應，減少Cr、Mo的成分偏析。國內大多采用電渣重熔等工藝。3Cr3Mo3V鋼是一種在國外應用較廣的鉬系熱作模具鋼，其性能介于Cr系和W系之間。為提高這種鋼的熱穩定性，有些國家加入質量分數為3%的Co。

近幾年來，國內外研制了一些強韌性好、熱穩定性高的熱作模具鋼，這些鋼是在Mo系3Cr3Mo3V的基礎上發展期來的，w（C）為0.25%～0.45%，與Cr、Mo、W、V形成碳化物，其碳化物類型為M₂₃C₆、M₆C、MC，這些碳化物高溫回火后均勻彌散分布，從而提高了鋼的耐回火性和高溫強度，并具有足夠的強度和韌性。有的加入少量的Nb、Ti、B、Al等，以期得到更佳的綜合力學性能。過高的碳含量，易形成較多的大塊狀碳化物，使鋼的熱疲勞強度和沖擊韌度降低，過低的碳含量對硬度和淬透性不利。由于加入較多的合金元素，使鋼的共析點左移，所以這類鋼大多為過共析鋼。

按照加入的合金元素，通常熱擠壓模具鋼可分為W系、Cr系和Cr-Mo系。

（1）3Cr2W8V（H21）鋼 它是W系的代表性鋼種，其特點是受熱時具有較高的熱穩定性、高溫強度和耐磨性，但在600℃時，沖擊韌度、塑性、耐熱振動性較低，其高溫回火脆性也十分明顯，小模具淬火后可不回火直接使用。

（2）Cr系鋼Cr系鋼以5%Cr（質量分數）為基礎，典型的牌號有4Cr5MoV1。該系列鋼的碳化物為M₂₃C₆型，且數量較多，在加熱時易于溶入奧氏體，因而碳化物不均勻性大為降低，抗氧化性能提高。添加0.07%（質量分數）的Nb有利于減緩M₂₃C₆型碳化物的粗化，提高該鋼的熱疲勞強度，抑制熱疲勞裂紋的形成與擴展。該鋼是一種空冷硬化熱作模具鋼，φ150mm模具在空氣中就可以淬硬。該鋼在中溫下的塑性、沖擊韌度和耐振性優于3Cr2W8V鋼，工作中可采用水冷降溫，故應用范圍廣泛。該鋼的耐回火性及熱屈服強度略遜于3Cr2W8V鋼。

（3）Cr-Mo系鋼Cr-Mo系鋼以3.0%Cr、3.0%Mo（質量分數）為基體，添加了一些其他微量元素，例如，我國的3Cr3Mo3VNb、美國的H10（3Cr3Mo3V）、英國的BH10A（3Cr3Mo3VCo）。這類鋼碳的質量分數為0.25%～0.35%，具有較好的韌性、熱振性和熱疲勞性，同時還彌補了Cr系鋼熱穩定性和屈服強度的不足。

我國研制的35Cr3Mo3W2V鋼特別適用于制造高速、高負荷、水冷、連續大批量生產的模具。

4.壓鑄模用鋼

根據所壓鑄金屬和合金的不同，按壓鑄溫度的高低選擇鋼種。

（1）壓鑄低熔點金屬及合金用鋼 低熔點的鋅基合金壓鑄模可采用5CrMnMo鋼、5CrNiMo鋼，甚至可以選用40Cr類的調質鋼，而熔點稍高一些的鋁合金、鎂合金壓鑄模，常選用4Cr5MoSiV1鋼、3Cr2W8V鋼，也可選較好的3Cr3Mo3VNb鋼。

4Cr5Mo2MnVSi鋼是我國研制的鋁合金壓鑄模鋼，其冷、熱加工性良好，淬透性高，具有良好的熱疲勞性、熱處理變形及抗熔損性。該鋼合金元素含量低，符合我國資源情況，有利于降低成本和擴大應用，用于鋁合金壓鑄模，使用壽命比3Cr2W8V鋼提高1～7倍。

（2）壓鑄高熔點金屬及合金用鋼 銅及銅合金和鋼鐵材料的熔點都比較高，其壓鑄溫度大都在950℃以上，模具型腔的溫度也在650℃以上，對模具的高溫強度、導熱性和熱疲勞性能要求更高，使用4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V鋼壽命都比較短，一般鋼質模具難以滿足壓鑄要求，如Mo基合金、W基合金等。銅基合金的硬度雖然不高，但具有高的熱導率。用銅基合金作壓鑄模材料目前還在試制研究當中。此外，銅合金制壓鑄模鑲塊可在980℃淬火后冷擠成形，然后進行時效，型腔表面粗糙度值低，因而可以提高模具壽命。

1.2.2 冷作模具鋼

冷作模具是在常溫下對材料進行壓力加工和其他加工所用的模具。冷作模具的種類繁多，結構復雜，主要有沖壓模、沖裁模、擠壓模、剪切模、拉深模、冷鐓模、拉絲模、壓印模等，冷軋輥也可以看成是一種特殊的模具，滾絲輪（也稱滾絲模）已列入國家刀具標準，也可以說是一種特殊模具。冷作模具在使用過程中受到壓縮、拉伸、彎曲、沖擊、摩擦、疲勞等多種機械力的作用，使模具發生磨損、脆斷、塌陷、啃傷、咬合、軟化等失效現象，因此，對模具用鋼的要求較高，對模具的熱處理要求更高。

1.冷作模具的性能要求

模具在工作時，由于被加工材料變形抗力比較大，模具的工作部分，特別是刃口會受到強烈的摩擦和擠壓，所以模具必須有高的硬度、強度和耐磨性。另外，模具在服役時還要受到沖擊力的作用，故要求模具有一定的韌性。除此而外，還要求模具鋼具有較好的可加工性、較小的脫碳敏感性及良好的熱處理工藝性。

高的硬度是保持高的耐磨性的基礎，但通過何種熱處理工藝獲得高硬度更重要，硬度雖相同，但熱處理工藝不同，耐磨性可能相差很大。硬度與材料的抗壓強度之間有著線性關系，硬度越高，抗壓強度越高。各種冷作模具都有一個適當的工作硬度，在保證韌性的前提下，應力求高硬度。

一些冷作模具既要求高強度又要求高韌性，這對于防止由于沖擊、重載荷、偏心彎曲載荷、應力集中引起的破裂和折斷是十分重要的。影響強度的因素很多，主要是鋼中碳和合金元素的含量及其分布、晶粒的大小、碳化物顆粒大小及分布的均勻性，以及內應力的影響。粗大的晶粒會嚴重降低鋼的斷裂強度。

對于韌性的要求，應根據模具工作的具體情況而定，工作時受沖擊負荷較大，易受偏心彎曲載荷或有應力集中時，要求有較高的韌性。一些冷作模具常采用淬火+低溫回火的熱處理工藝，為了提高韌性，可適當提高回火溫度，降低一點硬度，但應避免回火溫度在不可逆回火脆性溫度區間。

2.碳鋼模具

用中碳鋼或低碳鋼制作冷作模具必須經化學熱處理，賦予其表面高的硬度，以滿足模具表面高強度、高耐磨性的要求。

常用來制造冷作模具的碳素工具鋼有T7A、T8A、T10A、T12A，主要用T7A和T10A兩個牌號，而以T10A鋼用得最普遍。主要原因是T10A鋼比T8A鋼耐磨，脆性比T12A鋼小。碳素工具鋼可加工性好，價格便宜，貨源充足。但其淬透性低，耐磨性差，淬火變形大，水淬易裂，油淬尺寸有限。模具使用壽命低，僅適合于制造形狀簡單、尺寸較小和承載較輕的模具，如小沖頭、小型沖模等。應當指出，碳素工具鋼最適合制造小型冷鐓模。因為小型冷鐓模除了應具備的足夠強度、表面硬度和硬化層外，心部還要有足夠的韌性。如果硬化層過深，會因工作時承受較大沖擊而早期破斷。

3.合金鋼模具

冷作模具用合金鋼分低合金工具鋼、高碳高鉻模具鋼、高碳中鉻模具鋼、含錳空冷微變形鋼等。

（1）高碳低合金鋼 為適應冷作模具性能需要而發展起來的高碳低合金鋼，是在碳素工具鋼的基礎上加入適當的合金元素（如Cr、Ni、Mo、Ti、W、V、Si、Mn等）冶煉而成的，合金元素總的質量分數在5%以下。合金元素的加入提高了淬透性和過冷奧氏體的穩定性，降低了淬火冷卻速度，減少了淬火熱應力和組織應力，減少了淬火畸變與開裂。此類鋼淬火與回火后有較高的強韌性和耐磨性，和碳素工具鋼相比，其使用壽命可大幅度提高。因此，高碳低合金鋼被廣泛用于制作形狀復雜、截面較大、承載負荷較大、變形較小的中、小型冷作模具。但這類鋼在熱加工后要嚴格控制冷卻速度，并要采取適當的熱處理，否則容易形成網狀碳化物，降低鋼的韌性。

（2）高碳高鉻模具鋼 這種類型的鋼淬火變形小、淬透性高、耐磨、硬度高，被廣泛用于制造大負荷、要求耐磨性高、熱處理畸變小、形狀復雜、而且生產批量大的模具。常用的牌號有Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、7Cr7Mo3V2Si等。

（3）高碳中鉻模具鋼 為了改善Cr12型冷作模具鋼的碳化物偏析，提高其韌性，并進一步提高鋼的耐磨性，國內外做了大量的研究工作，開發了不少新的鋼種。這類鋼的典型牌號有Cr6WV和Cr5Mo1V。它們都屬于過共析鋼，但在鑄態下因偏析的原因也存在共晶萊氏體組織。鋼中的碳化物主要是Cr₇C₃，并有少量的合金滲碳體及M₆C和MC型碳化物，其碳化物分布還是比較均勻的。

Cr6WV鋼加熱到950～1000℃時奧氏體中已含有較多的Cr，因此有較高的淬透性，但略低于Cr12MoV鋼。Cr5Mo1V鋼的淬透性略高一些，優于或相當于Cr12MoV鋼。Cr6WV鋼經正常淬火低溫回火后硬度為58～62HRC，耐磨性比Cr12鋼低些。

Cr4W2MoV鋼也是代替Cr12型鋼的另一種高碳中鉻鋼。根據模具的不同用途，熱處理工藝應該個性化，尋求硬度與韌性的最佳配合。

（4）高速工具鋼模具 高速工具鋼自問世至今110多年，一直以制造切削金屬的刀具著稱。20世紀80年代，模具工業興起，鋼鐵材料的冷擠壓模具受力很大，工作條件惡劣，對模具的要求比較高，Cr12型模具鋼已不能滿足要求，需要用高速工具鋼來制造。高速工具鋼經低溫淬火回火后，具有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性。常用W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、6W6Mo5Cr4V等高速工具鋼制造沖頭、沖裁模、冷擠壓模和冷鐓模等。

（5）鋼結硬質合金模具 鋼結硬質合金不僅可以制作刀具，也可以制造模具。我國研制的大負荷WC型鋼結硬質合金DT在模具中應用較多，其特點是在保持足夠的硬度和耐磨性的基礎上，大幅度提高了強度和韌性，在急冷和急熱的交變熱沖擊下有極好的抗熱裂能力。DT合金組織中，硬質顆粒尺寸細小、均勻、彌散分布，尺寸小于2μm的小顆粒碳化物約占碳化物總數的50%，小于5μm的占總數的80%。由于DT合金組織中碳化物顆粒細小且彌散，因此，其力學性能高于其他鋼結硬質合金。DT合金的性能見表1-11。

DT合金與國內其他鋼結硬質合金的性能比較見表1-12。

DT合金也可以鍛造，預熱溫度為750～800℃，加熱溫度為1150～1200℃，始鍛溫度為1150～1180℃，終鍛溫度為900～850℃。鍛造溫度帶比較寬，熱塑性較好，通過鍛造，可以進一步改善組織提高性能。DT合金在前幾次鍛打時，需反復進行鐓粗拔長，要輕拍快打，每次的鍛造變形量控制在5%左右，改形鍛打變形量適當增加至10%～15%。鍛后緩冷，及時退火。

表1-11 DT合金的性能

表1-12 DT合金與國內其他鋼結硬質合金的性能比較

DT合金一般采用等溫球化退火。其工藝為：加熱至860～880℃，保溫2～3h，爐冷至720～700℃，等溫6h，爐冷到500℃以下出爐空冷。退火后硬度為32～36HRC，金相組織為粒狀珠光體+彌散碳化物。

鹽浴加熱淬火溫度為1000～1020℃，保溫按1min/mm計，油冷；復雜模具可采取200～300℃的等溫處理。根據模具的使用要求，可以在200～650℃范圍內選擇回火溫度。

1.2.3 塑料模具鋼

隨著塑料工業的發展，塑料模具的需求量與日俱增。塑料制品已廣泛應用于汽車、家電、化工、儀表、電信、建材、軍工等行業，世界已進入以塑代鋼的新時代。為了適應塑料制品尺寸大型化、形狀復雜化和表面裝飾美觀化的要求，塑料模具正朝著大型、復雜、精密化和多腔化的方向發展。因而對模具材料的可加工性、鏡面拋光研磨性、圖案蝕刻性、熱處理畸變和尺寸穩定性都提出了很高的要求。此外，還要求模具材料具備一定的強韌性、耐磨性、耐蝕性和較好的焊補性。

1.塑料模具鋼的性能要求

1）綜合力學性能要好。模具在工作中要承受溫度、壓力、浸蝕和磨損的作用，因而要求具有一定的強度、塑性和韌性。講具體一點就是材料的純潔度要高，組織均勻致密，無網狀、帶狀碳化物，無孔洞、疏松等缺陷；材料的淬透性好，熱處理后有較高的強韌性、硬度和耐磨性，并要求等向性好。

2）可加工性好。塑料模的形狀往往比較復雜，還要模具表面刻上各種商標及圖案，材料應適應各種機械加工和手工修整等一系列加工要求。

3）模具材料應有良好的導熱性和低的熱膨脹系數。

4）良好的熱加工性。可鑄、可鍛、可焊，熱處理畸變要小，尺寸穩定性好，在300℃以下長期工作不變形。

5）有些塑料模具還要求有良好的耐蝕性和一定的耐熱性。

2.塑料模具用鋼

塑料模具鋼按成分和特征大致可分為六種類型：非合金型塑料模具鋼、預硬化型塑料模具鋼、滲碳型塑料模具鋼、耐蝕型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼和淬硬型塑料模具鋼。

（1）非合金型塑料模具鋼YB/T 094—1997標準中列入的SM45、SM50、SM55三個牌號，已在塑料模具中廣泛應用。它們也屬優質碳素鋼，但純潔度高，硫、磷雜質控制更加嚴格，碳含量波動范圍更窄，力學性能更穩定。該類鋼經正火或調質處理后具有一定的硬度、強度和耐磨性，且價格便宜，可加工性非常好，適宜制造形狀簡單的小型塑料模具或精度要求不高、使用壽命不需要很長的低檔次塑料模具。

（2）預硬化型塑料模具鋼 這類鋼是在w（C）為0.3%～0.5%的鋼中加入適當的Cr、Mn、Mo、V等元素而制成的，一般由鋼廠經過充分鍛打制成模塊，經過預備熱處理，達到要求的硬度后，供使用單位制模。這樣模具制造廠可不必再進行熱處理，從而避免了熱處理畸變、開裂等缺陷的發生。這類鋼主要用于制造壽命長、形狀復雜、尺寸要求精度高的大中型塑料制品用模。

3Cr2Mo（P20）、3Cr2MnNiMo（718）鋼是國際上廣泛應用的預硬化型塑料模具鋼，已列入合金工具鋼國家標準（GB/T 1299—2000），在我國也得到了廣泛地應用。3Cr2MnNiMo鋼是改型的3Cr2Mo，較3Cr2Mo有更高的淬透性。調質后在大截面尺寸保持硬度均勻一致。在使用此鋼時，應將硬度降至28HRC左右，以克服切削加工的困難。

近年來，我國還研制了應用效果比較明顯的5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）、8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）等新鋼種，預硬狀態的硬度大多為35～45HRC。由于含Ca、S等化學元素，這些鋼件可以進行正常的切削加工。

P20S、P20SRE是我國開發的易切削預硬型塑料模具鋼。P20鋼是在28～40HRC預硬狀態下加工成形的。P20S、P20SRE在原成分的基礎上分別加入質量分數為0.1%的S和0.05%的RE，其預硬狀態的硬度為30～40HRC。P20SRE鋼有很高的淬透性，適合于制造有效厚度達600mm的大型或特大型塑料模具；該鋼有優良的預硬性能，使鋼在預硬狀態下制模，精加工后直接使用；其易切削性可保證預硬處理后在較高硬度下具有良好的可加工性和磨拋性；該鋼具有良好的綜合力學性能。

（3）滲碳型塑料模具鋼 這類鋼碳含量都比較低，同時含有能提高淬透性的Cr、Ni等元素。滲碳鋼在滲碳前硬度很低，具有良好的可加工性。切削加工成形后再滲碳、淬火、低溫回火，其表面硬度高、耐磨性好，而心部韌性好。滲碳鋼最大的優勢是退火后硬度低、高的塑性和低的變形抗力，主要用于冷擠壓成形塑料模，而無須進行切削加工；對于大批量生產同一形狀的模具十分有利，可大大提高工效，降低生產成本，模具的互換性好，表面硬度高，耐磨性好。冷擠壓成形后的塑料模具經滲碳淬火和低溫回火，達到表面高硬度、高耐磨性，而心部仍有較好的韌性，主要用于制造要求耐磨性良好的塑料模具。其中，碳鋼用于型腔簡單、生產批量較小的小型塑料模具；合金鋼用于型腔較為復雜、承受載荷較高的大、中型塑料模具。

滲碳型塑料模具鋼在國外有專用鋼種，如美國的P1、P2、P4、P6，日本的CH1、CH2，瑞典的8416，德國的X6CrMo4鋼。我國常用的鋼有20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi3A、20Cr2Ni4A、2CrNi3MoAlS等。目前我國唯一納入相關標準（YB/T 094—1997）的滲碳型塑料模具鋼是SM1CrNi3鋼。國內開發的0Cr4NiMoV（LJ）冷擠壓成形專用鋼，退火后硬度為85～105HBW，具有優良的冷擠壓成形性能。

（4）耐蝕型塑料模具鋼 在生產會產生化學腐蝕介質的塑料制品（如聚氯乙烯、氟塑料等）時，模具材料必須有很好的耐蝕性。當塑料制品的產量不大時，可以用低檔材料經適當熱處理再鍍鉻保護，但大多情況下會選用耐蝕的馬氏體型不銹鋼或奧氏體型不銹鋼制造，如20Cr13、30Cr13、40Cr13、95Cr18、102Cr17Mo、14Cr17Ni2、12Cr18Ni9等。

為了提高耐蝕模具鋼的加工進度，國內又研制成功了馬氏體時效硬化鋼0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）和1Cr14Co13Mo5V（AFC-77）鋼。這類鋼適于制造要求高耐磨性、高精度和高耐蝕性的塑料模具。

在研制新耐蝕鋼的同時，還引進和應用了國外耐腐蝕鏡面塑料模具鋼，例如法國的CLC2316H、德國的X36CrMo17、奧地利百祿公司的M300、瑞典ASSABS-136、日本大同S-STAR等。這些鋼經精細冶煉及熱處理，純凈度高，組織細小均勻，具有良好的鏡面性。如果需要進一步改善力學性能，可以重新進行淬火回火處理。

（5）時效硬化型塑料模具鋼 模具熱處理后的變形是模具熱處理三大難題之一（變形、開裂、淬硬）。預硬型塑料模具鋼解決了模具的熱處理變形問題，但模具硬度要求高又給模具加工造成了困難。如果既保證模具的加工精度，又使模具具有較高的硬度，對于精密、復雜、長壽命的模具，是模具材料面臨的一個重要難題。為此發展了一系列的時效硬化型塑料模具鋼。模具淬火（固溶）后變軟（硬度為28～34HRC），便于切削加工成形，然后再進行時效處理，硬度可以升到45～50HRC。適于制造形狀復雜、高精度及透明塑料的模具。

時效硬化鋼可分為馬氏體時效鋼和低鎳型時效鋼。

1）馬氏體時效鋼。我國的18Ni系列，日本的MASIC、YAG，美國的18MAR300等都屬于馬氏體時效鋼。該類鋼以固溶狀態供貨，硬度為28～32HRC，具有良好的可加工性。加工成成品模具后，再經480～520℃×3h時效處理，可獲得50～57HRC的硬度。這類鋼時效變形小，熱膨脹系數小，可用來制造各種精密模具。馬氏體時效鋼具有較高的強韌性、良好的耐磨性、最佳的鏡面拋光性，可用來制作大批量生產的熱塑性、熱固性和增強塑料制品的模具和透明的塑料制品的模具，但該類鋼的價格比較貴，應慎重選用。

2）低鎳型時效鋼。我國研制的25CrNi3MoAl、10Ni3MnCuAl（PMS）、20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼是低鎳沉淀硬化型鏡面模具鋼，屬于抑制析出硬化型時效鋼，具有良好的冷熱加工性能、綜合力學性能和鏡面性能，用于制造使用溫度在300℃左右，硬度為30～45HRC，要求高鏡面、高精度圖案、蝕刻性好的熱塑性塑料模。這些鋼在固溶處理后硬度很低（一般不超過30HRC），很容易地進行切削加工，加工完成后再進行低溫時效硬化處理，可獲得要求的綜合力學性能和耐磨性。由于時效處理變形很小，時效處理后不需要再切削加工，即可得到精度很高的模具成品，使用壽命高于預硬型塑料模具鋼。

（6）淬硬型塑料模具鋼 納入相關標準（YB/T 094—1997）中的淬硬型塑料模具鋼，只有3個牌號：SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1、SMCr12Mo1V1。其中前兩個是熱作模具鋼，后一個為冷作模具鋼（通過特殊處理，也可以制作熱作模具）。為適應塑料模具對拋光性、蝕刻性等特殊要求，這些鋼都要經過精煉加工，使雜質含量大為降低，韌性和等向性提高。

除上述3種淬硬型專用塑料模具鋼外，還有很多淬硬型塑料模具鋼，如T7A、T8A、T10A、T12A，9SiCr、9Mn2V、CrWMn、7CrSiMnMoV，Cr12、Cr12MoV，5CrMnMo、5CrNiMo，W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、W4Mo3Cr4VSi和基體鋼65Nb、7Cr7Mo3V2Si（LD）、6Cr4Mo3Ni2WV（CG2）、5Cr4Mo3SiMnVAl（012Al）等。這些鋼制成模具后，視模具工作狀況作適當的淬火回火處理，可得到合適的硬度。此類模具適用于受力大、易磨損，并受到周期性脫模沖擊和碰撞的熱固性塑料成形模。

碳素工具鋼僅適用于制造耐磨性較高，但尺寸較小、受力不大、形狀簡單以及畸變要求不高的塑料模。一般用于要求表面耐磨而心部有一定韌性的凹模。

低合金工具鋼主要用于制造尺寸較大、形狀較復雜和精度較高、生產批量大、耐磨性好的塑料模。

Cr12型鋼適用于制造高耐磨性的大型、復雜、高壽命的精密塑料模。

4Cr5MoSiV1（H13）等熱作模具鋼適用于制造有較高強韌性、使用溫度較高和具有一定耐磨性的塑料模。

對于大型、精密、復雜的型腔及嵌件，要求熱處理后具有優良耐磨性的模具，可考慮選用基體鋼制作。

6CrMnNiMoSi（GD）鋼是一種淬硬塑料模具鋼，強韌性好，淬透性好和耐磨性高，淬火畸變小，制造成本低，可以代替Cr12型鋼和基體鋼，用于制造大型、高耐磨、高精度塑料模。

1.2.4 玻璃模具鋼

玻璃模具質量將直接影響玻璃制品的外觀與生產成本。隨著我國輕工業的飛躍發展，玻璃成形機的不斷更新換代，對玻璃模具的耐熱性、導熱性及壽命提出了很高的要求。

國內玻璃模具材料大多采用鑄鐵或鑄造不銹鋼，經適當的熱處理再表面強化，用得比較成功的玻璃模具鋼是4Cr13Ni等。