工模具钢概述

工模具被誉为"现代工业之母"，足可见工模具在现代工业中的重要性及不可磨灭的贡献，其中工模具钢是模具最重要的组成部分，也是模具材料中应用最为广泛的材料，是工模具制造产业重要的物质载体和技术基础，其品种、规格、质量对工模具的性能、使用寿命和制造周期起着决定性的作用。近年来，随着国内外工模具钢的产量、生产技术、工艺装备、质量、品种等方面都取得了比较迅速和稳定的发展，推动了国外优质的工模具钢在国内的推广和普及，推动了国内工模具的优质高效发展。

钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。钢是经济建设中极为重要的金属材料。 按化学成分，分为碳素钢(简称碳钢)与合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素(称为合金元素)而得到的多元合金。与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。 由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类:

按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。

1.1结构钢 用作各种机器零件的钢，包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。 用作工程结构的钢，包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。

1.2工具钢 用来制造各种工具的钢。根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。

1.3特殊性能钢 是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。

按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。

2.1碳素钢 按含碳量又可分为低碳钢(含碳量≤0.25%);中碳钢(0.25%<含碳量<0.6%);高碳钢(含碳量≥0.6%)。 合金钢 按合金元素含量又可分为低合金钢(合金元素总含量≤5%);中合金钢(合金元素总含量5%--10%);高合金钢(合金元素总含量>10%)。此外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。

按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢(含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%;或磷、硫含量均≤0.050%);优质钢(磷、硫含量均≤0.040%);高级优质钢(含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%)。

将钢分为平炉钢(酸性平炉、碱性平炉)，空气转炉钢(酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢)与电炉钢。

将钢分为沸腾钢(脱氧不完全)，镇静钢(脱氧比较完全)及半镇静钢。 钢厂在给钢的产品命名时，往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来。如将钢称为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。

GSW-231

注:类别对应为1-P20类，2-P20+Ni类，3-P21类，4-420类耐蚀钢，5-H13类，0-碳素钢

由于模具的用途很广，各种模具的工作条件差别很大，所以，制造模具用材料范围很广，从-般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢直到适应特殊模具需要的马氏体时效钢以及粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢按用途一般可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料成型用模具钢三大类。

冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如:冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广，从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。冷作模具钢具是真空脱气精炼钢，内质纯净，机械加工性良好，切削明显提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出现淬裂，耐磨性极为优异，韧性良好，可用作不锈钢及高硬度材料的冲裁模。 

热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如:热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢，有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。

由于塑料的品种很多，对塑料制品的要求差别也很大，对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以，不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。