加工模具时用的，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，在模具材料中应用最广的当属模具钢。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、热作模具钢和塑料模具钢三大类。冷作模具钢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。热作模具钢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。塑料模具钢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。无磁模具钢无磁模具钢是一种高锰钒系模具钢，在各种状态下都能保持稳定的奥氏体，具有非常低的导磁系数，高的硬度和强度，较好的耐磨性，较高适当的固溶加时效处理后，具有较好的综合性能。塑性好、韧性高、加工硬化倾向大、受热膨胀系数大、电阻率大、热导率低和磁性低等物理特性。在无磁建筑、无磁机械、选矿探矿设备及军事等领域有着广泛的应用。

热作模具钢的分类有很多种，因为其成分稍微有所不同以及制作的时候处理工艺的不同导致在性能以及特点稍微有所差异，模具钢厂家发现不同的性能特点满足了不同生产的需要这也是市场本身的需要。具体来说，在做模具钢的分类及其相应的应用，包括以下几个方面。一、低耐热高韧性热作模具钢及其应用模具钢厂家介绍这类产品由于程度比较高，所以可以经受得住多大的冲击，因此适合有这种需求的热作模具制造，相应地要求这类钢需要有足够的冲击韧度以及抗疲劳性能等等，以便能够抵抗得住相应的冲击。不过模具钢厂家发现普通的材料恐怕难以达到这样的要求，所以通过不断的科技研发，而造就了现在的这种材料。二、中耐热韧性钢及其应用中耐热韧性钢所含有的碳质量分数比较低，并含有一定程度的合金元素，供应高端的模具钢厂家强调因为如此，它的坚硬程度也达到了相当高的层面以及耐磨性等等能够达到人们都很高的要求。所以模具钢厂家介绍这类材料广泛的被使用于热挤压模、精锻模以及有色金属压铸模等的制造并且通过实践证明效果非常卓越。三、高耐热性钢的性能及其应用它不同于中其他同类材料，因为其含碳量以及合金元素的比例进行了另外的调整，这样一来所铸造出来的材料就有其特殊的性能和特点。模具钢厂家介绍比如具有非常高的耐热性，即便温度非常之高还能够保持足够的硬度不容易变形，而且非常的牢靠不容易产生疲劳。因此模具钢厂家强调它能够广泛的适用于在高温下作业热作模具制造，还有热挤压模具、铝合金压铸模等都比较适合用这种材料。

冷作模具钢在工作时，由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很冷作模具钢大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。冷作模具钢与刃具钢相比，有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加工艺复杂。而且摩擦面积大，磨损可能性大，所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大，又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。冷作模具钢Cr12性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，具有较好的淬透性和良好的耐磨性。由于钢中碳质量分数最高可达2.30%，从而钢变得硬而脆，所以冲击韧性较差，几乎不能承受较大的冲击荷载，易脆裂，而且易形成不均匀的共晶碳化物。用途：用于制造受冲击荷载较小，且要求高耐磨性的冷冲模和冲头，剪切硬且薄的金属的冷切剪刃、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺丝滚模等。生产品种：热轧材、冷拉材、锻材、热轧钢板、冷拉钢丝。冷作模具钢Cr12Mo1V1性能：高碳、高铬类型莱氏体钢，无特殊要求时钻不作为必加元素。由于钼和钒的含量比Cr12高，故钢的组织和晶粒度进一步细化，提高了钢的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。

冷作模具钢的技术和性能要求①高的硬度通常要求硬度在58～62HRC，目的是保证模具使用时不发生塑性变形或塌陷等。②高的耐磨性可确保模具在长期工作中尺寸精度不变。③足够的强度与韧性保证模具工作时在冲击载荷、弯曲载荷等作用下不崩刃、不断裂等。④热处理后的变形小保证模具的的形状和尺寸精度⑤较高的淬透性即使在冷却缓慢的淬火介质中也能获得足够的淬火硬层，减少了变形开裂的倾向。热作模具钢的技术和性能要求①高温下保持较高的力学性能热作模具在工作过程中，本身的温度可达300～600℃，要求模具在工作温度下应具有足够的强度、韧性、硬度和耐磨性，同时应具有高的回火稳定性。如：QRO90SUPREME、DIEVAR、DH31-S、DH31-EX、HD(4Cr3Mo2NiVNb)、GR(4Cr3Mo3W4VNb)等。②良好的耐热疲劳性能防止因炽热金属反复加热和水、油冷却，形成疲劳裂纹。③高的淬透性保证大型模具整个截面上力学性能的一致。④良好的导热性导热性好，可将吸收的热量迅速传出，避免在型腔内部和表面的温度过高。

合金工具钢，是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢（碳质量分数大于0.80%）多用于制造刃具、量具和冷作模具，这类钢淬火后的硬度在HRC60以上，且具有足够的耐磨性；碳含量中等的钢（碳质量分数0.35%~0.70%）多用于制造热作模具，这类钢淬火后的硬度稍低，为HRC50~55,但韧性良好。刃具用钢刃具在工作条件下产生强烈的磨损并发热，还有震动和承受一定的冲击负荷。刃具用钢应具有高的硬度、耐磨性、红硬性和良好的韧性。为了保证其具有高的硬度，满足形成合金碳化物的需要，钢中碳质量分数一般在0.80%~1.45%。铬是这类钢的主要合金元素，质量分数一般在0.50%~1.70%，有的钢还含有钨，以提高切削金属的性能。这类工具钢因含有合金元素，因此淬透性比碳素工具钢好，热处理产生的变形小，具有高的硬度和耐磨性。常用的钢类有铬钢、硅铬钢和铬钨锰钢等。[应用场合]：主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。量具刃具钢要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。[化学成分]：量具刃具钢具有高碳成分，wC=0.8%～1.50%，以保证高的硬度和耐磨性。加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。[常用刃具钢]：9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。[常用量具钢]：高精度量具（如块规）可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造，也可用轴承钢（如GCr15）制造；简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢（如T10A）；要求精密并须防止腐蚀的量具，采用不锈钢3Cr13、9Cr18。[热处理]：量具刃具钢的预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火加低温回火，热处理后硬度达60～65HRC。高精度量具在淬火后可进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加其尺寸稳定性。为了进一步提高尺寸稳定性，淬火回火后，还可进行时效处理。

1、注塑机塑化容量要适当，过小塑化不充分未能完全混合而变脆，过大时会降解。2、模具方面:(1)顶出要平衡，如顶杆数量、截面积要足够，脱模斜度要足够，型腔面要有足够光滑，这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。(2)制件结构不能太薄，过渡部份应尽量采用圆弧过渡，避免尖角、倒角造成应力集中。(3)主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。(4)尽量少用金属嵌件，以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。(5)对深底制件应设置适当的脱模进气孔道，防止形成真空负压。(6)主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模，这样易于脱模。(7)流道和浇口太小，在模具填充中产生过度的剪切率，使用全圆流道并增加流道和浇口的尺寸以便在模具填充阶段提供可接受的剪切率。3、工艺方面：(1)注射压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长，都会造成内应力过大而开裂。(2)适当调高模具温度，限制冷却体流过模具的速度，使制件易于脱模，塑料在射料缸内降解，引起塑料分子结构的破裂，在所有区域降低射料缸温度，降低压背，使用排气的射料缸确保排出孔正确运行且每个孔设定正确温度。(3)调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。(4)适当使用脱模剂，注意经常消除模面附着的气雾等物质。(5)预防由于熔接痕，塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。(6)熔胶温度太低，在射料缸上给后区和射咀增温，降低螺杆速度或高速转以获得正确的螺杆表面速度。(7)模具填充速度太慢，增加注塑速度;在注塑机上保持稳定的垫料。(8)制件残余应力，可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。(9)注塑件的压力没有恰当的释放出来或没有处理，将注射塑件退火，若是尼龙塑料产品，将其浸入温水中。4、材料方面：(1)湿度过大，造成一些塑料与水汽发生化学反应，降低强度而出现顶出开裂。(2)再生料含量太高，造成制件强度过低，减少回用料与新塑料混合的数量。(3)材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳，受到污染都会造成开裂，异类的塑料杂质，检查塑料中的杂质;彻底清洁射料缸;将料斗或料盛装料机拆下并彻底清洁有的成型制件并没有局部破碎，只是表面产生微细的开裂，根据其程度和外观上的差别，把较严重的叫开裂或裂缝，较轻微的叫做微裂或龟裂，龟裂同裂纹看起来很像，但本质上是差异的两种意思。即龟裂不是象空隙样的缺陷，因加上的应力在平行方向排列的高分子自身，因而如对其加热，就能返回没有龟裂的状态，用这种方法就能够区分出龟裂和裂纹。其中微裂不仅在成型后产生;放置后或与溶剂蒸气等接触时也会发生。而ABS和耐冲击聚苯乙烯根本不产生这种现象，却以顶杆推顶部位发白的形式表现出来，采用热风加温则可消除这种发白现象。产生上述现象的原因有下两几点。白化指应力白色化，从图上应力屈服曲线同裂纹白色化的过程知见，的确要化费能量。白色化后只要加少许的能量就会发生裂纹。5、脱模不畅：成型时模具的拔模斜度不足，成为倒拔模斜度，或模具型腔凸模粗糙抛光极差，因此制件脱模困难，使推出力过大，产生应力，往拄造成制件破损或发白。由于主浇道抛光不好使制件粘在静模、或者动模上，有侧壁凸凹并采用硬性脱模时，更容易产生这种现象。另外，因聚碳酸脂(PC)、PVC等材料容易粘在模具的镀铬层上，特别在角落上成为倒锥体，所以要给以注意。聚碳酸脂(PC)容易在模具镶块处产生裂纹，这样的情况建议在材料里加进增强玻璃纤维为好。有残余应力的制品因溶剂、油、药品的付着，会产生裂纹(以下讲的应力龟裂)，微量的油付上后会产生很多的裂纹效应。脱模斜度要足够，脱模销要分布平衡，制品上不要设计有锐角，还有要尽量避免制品的厚度差异。只要仔细观察龟裂产生的位置，即可确定原因。总之发生这种缺陷时，首先应注意模具的抛光，并在增大拔模斜度的同时在成型制件开裂处附近增设顶杆，使制件不弯曲、合理地脱模。对于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)成型制件，因塑料本身较脆、表面要求有光泽，大多采用镀铬模具成型。然而电镀具有平面不易镀覆的性质，却易放覆到转角处;因而成为倒拔模斜度，所以必须予以特别注意。6、冷却不充分：在末完全硬化时就将制件顶出，有时顶仟周困开裂或发白。通过充分冷却或改变模具本身的冷却方式等，可消除这种缺陷。7、过填充：由于过分担心成型缩孔，结果注入模腔的熔料过多，使成型制件内部产生极大的应变。这时收缩变得很小，不但容易开裂，并且放置一段时间后内部应变更容易造成微裂。要消除过填充的开裂可提高熔料温度、降低注射压力、提高模具温度，但只要确保熔料易于注入模腔即可。根据成型制件外观等有关原因，必须以过填充的方式成型时，为使制件不发生微裂，成型后应进行后处理(如热处理)，这对消除内部应变是有效的。8、嵌件周围开裂：置入嵌件成型时由于塑料的收缩，应力显著地集中在嵌件周围。这个力虽然能牢固地保持住嵌件，但是应力过大时嵌件周围塑料往往开裂。在注射成型的同时嵌入金属件时，容易产生应力，而且容易在经过一段时间后才产生龟裂，危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力，而且随着时间的推移，应超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。要减少嵌件周围的开裂，有效的是预热嵌件或尽量缩小收缩差，进行塑化处理效果更明显(即金属镶块预先加热，则可以缓和成型时的残余应力，同样的原理，用成型后的退火代替镶块加热也是一种方法)。

模具钢材料的选用在谈模具材料之前，我们要先了解注塑模具的一些基本的东西，首先是模具的分类，一般把模具按使用寿命的长短分五级，一级在百万次以上，二级是50万----100万次，三级在30万-----50万次，四级在10万---30万次，五级在10万次以下，一级与二级模具都要求用可以热处理硬度在HRC50左右的钢材，否则易于磨损，注塑出的产品易超差，又要在高硬度的状态下有好的切削性能，当然还有其他方面的考虑。除此外，注塑的原料及其所增加的填料对选用刚才有很大的影响，尤其是玻璃纤维对模具的磨损大。有些塑胶料有酸腐蚀性，有些因添加了增强剂或其他改型剂，如玻璃纤维对模具的损伤大，选材时均要综合考虑。有强腐蚀性的塑胶一般选S136，2316，420一类钢材，弱腐蚀性的除选S136，2316，420外，还有NAK80，PAK90，SKD61，718M。强酸性的塑胶料有：PVC，POM，PBT弱酸性的塑胶料有：PC，PP，PMMA，PA，产品的外观要求对模具材料的选择亦有很大的影响，透明件和表面要求抛镜面的产品，可选用的材料有S136，2316，718S，PAK90，420，NAK80，透明度特高的模具应选S136，其次是420。以上是从满足产品要求来说，但作为一个设计师，你只考虑这些的话，你不但不可能成为一个好的设计师，可能你的饭碗都有问题，你涉及的模具所需求的成本是重中之重，你还要考虑价格，就拿S136与2316来比较，每公斤相差55—60元，如果你选择不当，你老板不是接不到单，就是做到破产。三级模具用预硬料多，牌号有：718H，083H，S136H，2316H，硬度HB270----340，四五级模具用P20，2311，718，738，618，2711，对于要求特低的模具，还有可能用到S50C，45#钢，即直接在模胚上做型腔。防弹玻璃胶)

1、夹杂物的含量增加钢中的夹杂物是工模具内部产生裂纹的起源。尤其是脆性氧化物和硅酸盐等夹杂物，在热加工是不发生塑性变形，从而引起脆性的碎裂而形成微裂纹，在进一步的热处理和使用中，该裂纹进一步引起模具的开裂。例如。Cr4W2MoV钢制造的冲压手表零件用的冷冲模，其冲头经粗加工、热处理并磨削加工后，发现头部中心有许多小孔洞，致使一批冲头全部报废，经分析发出钢中含有大量的呈链状分布的硅酸盐夹杂物，经机加工后剥落而造成小孔洞。2、碳化物分布不均匀引起的失效Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1等莱氏体型模具钢，具有大量共晶碳化物，当锻造比小或浇注温度控制不适当时，在钢材中易呈带状或网状碳化物的偏析，使模具零件在淬火时常常出现沿着带状或网状碳化物严重的部位裂纹，或在使用过程中内部裂纹进一步扩展而引起失效。例如，采用Φ50mm的共晶碳化物不均匀度超过4级的钢材制造冲头在使用过程中易发生断裂。3、锻造质量不好引起的失效钢材的锻造质量的好坏，直接影响模具的使用寿命。锻造的加热制度与变形工艺不当，会引起钢材产生过烧、表面裂纹、内裂、角裂等缺陷。这些会降低模具的使用寿命，甚至直接报废。对于高碳高铬的莱氏体钢，由于导热性较差，若锻造加热时加热速度过快，保温时间不足，造成锻造时钢坯内外温差大，产生内部裂纹。4、表面质量差合金模具钢材如果表面脱碳严重，在机加工后，仍有残留脱碳层，这样在模具最终的热处理时，由于内外层组织不同而造成明显的应力，从而导致模具的淬火裂纹；另一方面，淬火后模具表面层的硬度偏低，且截面硬度分布不均匀，降低了模具的使用寿命。

热作模具在工作时承受着很大的冲击力，模腔和高温金属接触，反复地加热和冷却，其使用条件极其恶劣。为了满足热作模具的使用要求，热作模具钢应具备下列基本特性：(1)较高的高温强度和良好的韧性。热作模具，尤其是热锻模，工作时承受很大的冲击力，而且冲击频率很高，如果模具没有高的强度和良好的韧性，就容易开裂。(2)良好的耐磨性能，由于热作模具丁作时除受到毛坯变形时产生摩擦磨损之外，还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨，所以需要热作模具钢有较高的硬度和抗黏附性。(3)高的热稳定性。热稳定性是指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力。热作模具工作时，接触的是炽热的金属，甚至是液态金属，所以模具表面温度很高，一般为400～700℃。这就要求热作模具钢在高温下不发生热化，具有高的热稳定性，否则模具就会发生塑性变形，造成堆塌而失效。(4)优良的耐热疲劳性，热作模具的工作特点是反复受热受冷，模具一时受热膨胀，一时又冷却收缩，形成很大的热应力，而且这种热应力是方向相反，交替产生的。在反复热应力作用下，模具表面会形成网状裂纹(龟裂)，这种现象称为热疲劳，模具因热疲劳而过早地断裂，是热作模具失效的主要原因之一。所以热作模具钢必须要有良好的热疲劳性。(5)高淬透性。热作模具一般尺寸比较大，热锻模尤其是这样，为了使整个模具截面的力学性能均匀，这就要求热作模具钢有高的淬透性能。(6)良好的导热性。为了使模具不致积热过多，导致力学性能下降，要尽可能降低模面温度，减小模具内部的温差，这就要求热作模具钢要有良好的导热件能。(7)良好的成形加工工艺性能，以满足加工成形的需要。

影响模具企业成本的因素来自人力、物料、模具设计制造程序等诸多方面，有效的模具成本控制，对于企业的生存以及发展起着决定性作用。通过分析众多模具企业成本控制的实例，发现以下五条经验应用范围最为广阔。1、工厂的选择能否找到匹配的工厂直接影响到模具的成本。工厂资源对于模具企业来说同样也是稀缺的，找工厂很难又费时间。如何选择稳定的、信誉好的工厂对于模具企业成本控制也是至关重要的一环。2、模具的合理设计经验丰富的模具设计师或者不同领域的专业设计师，对于任何模具企业来说，都属于稀缺资源。而模具设计的合理性又直接影响到企业的模具成本，所以如何优化设计流程，比如引入智能模具设计系统，就是模具企业控制成本的一条有效途径。3、模具材料和配件的采购材料费在模具生产成本中约占25%~30%，由于模具工作零件材料类别的不同，又导致相差较大。所以，正确选择模具材料和配件也直接影响到模具生产成本。在选择时不能只图便宜草率采购，如果因此使模具出问题或者使用寿命短，更是非常可惜。并结合所学知识进行材料推荐，针对高难度设计要求的模具用材，安格利斯会派出拥有丰富行业经验的技术工程师进行专项对接，为客户提供一整套的材料选用方案所有斯堪纳中国区的客户经理在上岗前均受过行业资深专业人士的培训，需要通过技术考核方可上岗。前期销售中，客户经理会根据客户实际需求。4、质量和交期的管控模具成本的管控与质量和交期成正比例关系。如果模具品质一次性做到位，少有修改，交期缩短，这样制造成本将会显著降低。可是这样就需要企业专门派人去跟踪管控，这又增加了人力成本。为更好把控售出材料的品质。5、减少资金纠纷，售后问题模具的加工过程中由于一些不良行为和不规范的操作、或者说由于技术上、经验上的原因，将会导致企业其它一些费用的上升，如：残、次、废品的出现，返工、多次试验所造成的试验费用的额外支出，不良产品造成售后服务费的产生等。并且因为没有严格的交易规范和第三方公平公正的裁决，容易出现资金纠纷，售后问题层出不穷，不尽人意，让成本不断增加。这也是需要模具企业着力解决的地方，而一旦有所突破其收效也是相当可观的。影响模具企业成本的因素来自人力、物料、模具设计制造程序等诸多方面，有效的模具成本控制，对于企业的生存以及发展起着决定性作用。通过分析众多模具企业成本控制的实例，发现以下五条经验应用范围最为广阔。