模具钢材选用.doc

模具材料选用标准成型零部件材料选用1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。3 成型零部件材料的选用原则是：根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。4 对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。5 对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。6 对于制品外观质量要求一般的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。b) 大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材；型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。c) 对于蚀皮纹的型腔，当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738（738）牌号。7 对无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材亦无特殊要求的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 对于大中型模具，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用进口或国产优质碳素钢。b) 对于小型模具，若产量较高，结构较复杂，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用国产塑料模具钢。c) 对于结构较简单，产量不高的小型模具，型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具，若制品要求较高，可选用进口的耐蚀钢，要求一般的可选用国产的耐蚀钢。9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具，需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分，镶件材料应选用铍青铜或合金铝。11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下：a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材，如718、NAK80等。b) 非透明件，一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材，如618、738、2738、638、318等，表面进行氮化处理，氮化层深度为0.15-0.2mm，硬度为HV700-900。c) 若模具要求较低，也可选用低档进口钢材或国产钢材，氮化处理硬度一般为HV600-800。 非成型零部件材料选用1模架材料参照模架标准，模板一般选用进口S50C或国产SM45，要求HB160-200，硬度均匀，且内应力小，不易变形。导柱材料采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62。导套、推板导柱、推板导套及复位杆材料可采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62；也可采用T8A、T10A，硬度为HRC52-56。2模具中的一般结构用件，如顶出定位圈、立柱、顶出限位块、限位拉杆、锁模块等，对硬度和耐磨性无特别要求，可选用国产SM45钢，正火状态，硬度HB160-200，不需再进行热处理。3模具中的浇口套、楔紧块、耐磨块、滑块压板等对硬度、强度、耐磨性要求较高的零件，应选用碳素工具钢或优质碳素工具钢，如T8A、T10A等。此类钢使用时均需进行淬火处理，以提高其硬度和耐磨性，具体硬度值参照附表5。附表1 常用进口模具钢材一览表厂家、牌号类别档次供货商厂家、牌号类别档次供货商瑞典ASSAB6181中明利日本DAIDONAK553中明利、龙记7182高明利、龙记NAK803高明利、龙记S136/S136H4高明利、龙记PDS-51明利84075高明利、龙记PX4184025明利PX51中优质德国特殊钢材GS-3121+S低德胜PX881龙记GS-3181低德胜PXZ0低GS-7382中德胜、龙记S-STAR4GS-7112高德胜G-STAR4P20M1低德胜PAK904龙记GS-3164德胜DH2F5GS-083/083H4德胜德国德威GSW-23111GS-344EFS5德胜PM-3111昌兴隆GS-6381中龙记GSW-27382GS-23111中龙记PM-7382昌兴隆GS-23121+S低龙记GSW-23164GS-23164龙记PM-3164昌兴隆GS-2083/2083H4龙记GSW-23445GS-23445龙记德国多来特23221利昌德国EDEL23111中明利23281利昌3181低明利23782利昌2316/2316H4明利27382利昌23445明利2083、2083ESR4利昌法国USINORCLC 273822316、2316ESR4利昌CLC 2316H423445利昌法国CLISP3001奥地利百禄M2021昌兴隆、利昌7382中明利M2382昌兴隆、利昌韩国重工业(株)HP-1A0低M3004昌兴隆、利昌HP-4A1低M310/310H4昌兴隆、利昌HP-4MA1中W3025HAM-103高加拿大SORELCSM-21明利HEMS-1A4STD-615日本三菱MUP1中龙记HDS-15S45C、S50C、S55C0低昌兴隆、明利注：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。附表2 塑料模具成型零件常用国外材料及性能（一）材料类别(美国AISI)生产厂家及材料牌号出厂状态及参考硬度说 明P20类预硬塑料模具钢参考成分(%)： C:0.28-0.40Si:0.20-0.80Mn:0.60-1.00Cr:1.40-2.00Mo:0.30-0.55对应我国钢号：3Cr2Mo瑞典ASSAB*618预硬HB280-320具有良好的抛光和切削加工性能，广泛应用于热塑性塑料的注射模（一般用于中小型模具，可焊性一般）日本DAIDOPDS-5预硬HB280-310具有良好的抛光和切削性能，用于长期生产塑料模具PX88预硬HB290-330具有良好抛光性能，焊接性能大幅度改善，用于长期生产通用塑料模具PX4*PX5预硬HRC30-33用于大型镜面模具，如汽车尾灯、前挡板以及摄象机、家用电器壳体等。PX5焊接性能、蚀纹性能较好，但易出加工砂眼，氮化性能一般（高光时）日本三菱MUP预硬HB270-320硬度均匀，耐磨性好，加工性能良好，适合电加工优质德国特殊钢德国EDEL318预硬HRC29-34用于大型塑料模具*2311预硬HB290-330HRC30-35用于大型优质长期生产塑料模具，适合制造电视机壳、冰柜、洗衣机、水桶等模具香港龙记(LKM)GS-638预硬HB270-300加工性能良好，适用于高要求大型模架及型芯零件GS-2311预硬HB280-325用于长期生产优质塑料模具，GS-2312预硬HB280-325P20+S型，极易切削，适宜大批量快速加工，适用于一般要求塑料模具及型芯零件东莞德胜GS-318预硬HRC28-33预硬优质塑料模具钢P20M预硬HRC30-35经济型预硬塑料模具钢，适用于塑料试验模具及一般玩具模具，可氮化提高耐磨性德国德威GSW-2311预硬HRC31-34电蚀加工性能好，用于大中型镜面塑料模具PM-311预硬HRC31-34电蚀加工性能好，用于一般要求的大小塑料模具德国多来特2322预硬HRC32-35适合一般要求的大小模具2328预硬HRC32-35适合一般要求模具、高要求大型模架及型芯零件奥地利百禄M202预硬HRC30-34属P20类，但碳、锰含量偏高。可进行电蚀加工，用于家电和汽车用塑料模具法国CLISP300预硬HB290-320具有良好的加工工艺性，抛光性和皮纹加工性，用于大而厚的塑料模具，加拿大SORELCSM-2预硬HB290-330具有良好抛光性，可进行电蚀加工，用于大型长期生产塑料模具韩国重工(株)HP-4A预硬HRC25-32硬度均匀，加工性能良好，用于电视机后壳等模具HP-4MA预硬HRC27-34硬度均匀，耐磨性好，用于电视机前壳、电话机、吸尘器、饮水机等模具P20+Ni类镜面塑料模具钢参考成分(%)：在P20的基础上加入1%左右的Ni对应我国钢号：3Cr2NiMo或3Cr2NiMnMo瑞典ASSAB718预硬HB290-330具有高淬透性，良好的抛光性能、电蚀加工性能和皮纹加工性能，适用于大型镜面塑料模具加硬HB330-370法国CLI738预硬HB290-330用于大而厚的塑料模具，具有良好的硬度均匀性法国USINORCLC2738预硬HB290-330淬透性高，硬度均匀，具有良好的抛光、电蚀加工和皮纹加工性能，适于渗氮，用于大中型镜面塑料模具龙记德胜*GS-738预硬HRC32-35硬度均匀，切削性能和抛光性能较好，变形较小，用于大中型高韧性高抛光度模具，但可焊性一般，蚀纹易出现“梨地纹”GS-711预硬HRC35-38高强度、高韧性、高光整度塑料模具钢，具有良好的精光性能，适用于大中型及复杂塑料模具德国德威GSW-2738预硬HRC31-34硬度均匀，抛光性好，适用于大中型镜面塑料模具PM-738预硬HRC31-34硬度均匀，抛光性好，适用于优质长期生产塑料模具德国多来特2378预硬HRC32-35适合高韧性、高抛光度，适合要求较高模具2738预硬HRC32-35适合一般要求模具奥地利百禄M238预硬HRC31-34碳、锰含量偏高，镜面抛光性能好，可进行电蚀加工P21类韩国重工(株)HAM-10预硬HRC37-42析出型硬化钢，具有优良的镜面抛光性能，用于塑料透明部件（如汽车灯具、冰箱抽屉等）模具附表3 塑料模具成型零件常用国外材料及性能（二）材料类别(美国AISI)生产厂家及材料牌号出厂状态及参考硬度说 明P21类时效硬化钢日本DAIDO*NAK55预硬HRC37-43高硬度镜面模具钢，用于高精度镜面模具。NAK55切削加工性能好，NAK80具有优良的镜面抛光性能。二者的缺点是补焊性能差，韧性较低，较细的圆柱凸起易折断（如喇叭窗网孔镶件）*NAK80预硬HRC37-43成分(%)CSiMnCrMoNiAlCuSNAK550.150.31.50.30.33.01.01.00.1NAK800.150.31.50.30.33.31.0-420类耐蚀塑料模具钢参考成分(%)： C:0.30-0.40Cr:12.0-14.0Si: 1.20Mn: 1.25 S: 0.06Se: 0.15对应我国钢号：3Cr13或4Cr13日本DAIDOS-STAR预硬HRC31-34具有高耐蚀性、高镜面抛光性，热处理变形小，用于耐蚀镜面精密模具，G-STAR为易切削钢G-STARPAK90预硬HB300-330极佳的耐蚀、耐磨和镜面抛光性，用于精密模具瑞典ASSABS136退火HB215耐蚀性好，淬回火后有较高硬度，抛光性好。用于耐腐蚀性和要求较高的塑料模具S136H预硬HB290-330法国USINORCLC2316H预硬HB290-330优良的耐蚀性能和镜面抛光性能，高的力学强度和耐磨性，用于耐腐蚀和需镜面抛光的模具优质德国特殊钢德国EDEL2316退火HB235-250适合镜面塑料模具，防酸性极强2316可加硬至HRC522316H预硬HB290-330香港龙记(LKM)GS-2083退火HB215-240适合镜面塑料模具及有防酸性要求的模具GS-2083H预硬HB280-310GS-2316预硬HB260-310抗腐蚀性效果特佳，适合高酸性塑料的模具东莞德胜GS-083退火HB230抗腐蚀塑料模具钢GS-083H预硬HRC30-35预硬抗腐蚀塑料模具钢GS-316预硬HRC28-32高抗腐蚀塑料模具钢德国德威GSW-2316预硬HRC31-34具有优良的耐蚀性能和镜面抛光性能，用于高防腐蚀及需镜面抛光的模具PM-316预硬HRC31-34德国多来特2316预硬HRC28-32预硬抗腐蚀塑料模具钢，用于高防腐蚀要求模具2316ESR预硬HRC28-32用于防腐蚀及镜面抛光模具，尤其适合PVC、PP、EP、PC材料2083退火HB230同上2083ESR退火HB230用于高防腐蚀和镜面抛光要求模具奥地利百禄M300预硬HRC31-34用于高防腐蚀要求及需镜面抛光的模具M310预硬HRC31-34用于有防腐蚀要求及需镜面抛光的模具韩国重工(株)HEMS-1A预硬HRC23-33具有高镜面抛光性能，用于彩管玻壳、PVC底盘等模具碳素钢普通塑料模具钢日本JIS标准钢号S45C S50CS55C正火HB160-220分别相当于我国的优质碳素结构钢45、50、55钢，常用于模具的非重要结构部件，如模架等。日本DAIDOPXZ预硬HB180-226具有良好的切削性能和补焊性能，用于大型蚀花模具以及汽车保险杠、仪表盘、家电外壳等模具韩国重工(株)HP-1A预硬HB180-220具有良好的加工性能，加工变形小，成分相当于S55C，用于玩具模具等H13类参考成分(%)： C:0.32-0.45Si:0.80-1.20Mn:0.20-0.50Cr:4.75-5.50Mo:1.10-1.75 V:0.80-1.20对应我国钢号：4Cr5MoSiV1日本DAIDODH2F预硬HRC37-41易切削预硬化模具钢，韧性良好，用于形状复杂、精密的热作模具和塑料模具瑞典ASSAB8402退火HB185说明：H13为热作模具钢，一般用于铝、锌、铜等合金的压铸模、热挤压模。由于其具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点，故也可以用作对耐机械磨损性能要求较高的塑料模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具。8407退火HB185EDEL2344退火HB210龙记GS2344退火HB180-210德胜GS-344EFS退火HB220德国德威GSW-2344退火HB210多来特2344退火HB230奥地利百禄W302退火HB235韩国重工(株)HDS-1退火HB229H13改良型，具有良好的韧性和抗回火稳定性STD-61退火HB229近似于H13，具有良好的高温强度和韧性注：带“*”者为我公司使用较多的钢材牌号。H13改良类钢材，日本钢号为SKD61，SKD51类。属于热作模具钢。日本大同钢铁厂生产的DHA1、DH21、DH31-S、DH2F、DH42、都是同类似的。附表4 塑料模具成型零件常用国产材料及性能类别材料名称及牌号热处理方法及硬度性 能 及 用 途 说 明碳素钢T8A、T10A交货状态HB160-200耐磨性好，用于形状简单的小型芯、型腔、滑块、镶件等，其可焊性较差淬火HRC54-58SM45、SM48、SM50、SM53、SM55正火HB160-200用于形状简单、要求不高的型腔、型芯、滑块、镶件等（由于模具用钢的特殊要求，必须精料、精炼、真空除气，含碳量范围缩小，控制较低的硫、磷含量。我国的冶标（YB/T107-1997）中将碳素模具钢钢号用SM表示，以区别于普通用途的优质碳素结构钢）调质HB200-260淬火HRC43-48预硬钢3Cr2Mo预硬HRC28-35国产P20。淬透性高，综合力学性能好，抛光性能好，用于大中型复杂精密模具型腔、型芯、滑块、镶件等。正/退火HB170-2003Cr2NiMo3Cr2NiMnMo预硬HRC28-35国产P20+Ni。淬透性高，综合力学性能好，抛光性能好，用于特大型、大型复杂精密模具型腔、型芯正/退火HB170-20040Cr预硬HB175-230调质后具有良好的综合力学性能，切削性能好，适于渗氮和高频淬火，用于中型塑料模具退火HB20742CrMo预硬HB175-220超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性高，用于有一定强度和韧性要求的大中型模具退火HB207上海宝钢B25预硬HRC28-35金相组织为珠光体+铁素体，用于制造一般塑料模具B30预硬HRC28-35金相组织为贝氏体，可渗氮进一步强化，性能优于瑞典718钢华中理工 5NiSCa（5CrNiMnMoVSCa）预硬HRC35-45易切削钢，淬透性高，强韧性好，镜面抛光性能好，有良好的渗氮性能和渗硼性能上海钢研所 SM1（5CrNiMnMoVS）预硬HRC38-42易切削钢，抛光性能好，表面粗糙度可达Ra0.05um，淬透性高，用于大型镜面模具华中理工 8Cr2S（8Cr2MnWMoVS）预硬HRC40-48易切削钢，镜面抛光性好，焊接性能一般，补焊后需回火再进行机械加工，可渗氮进一步提高表面光洁度并防锈渗碳钢20Cr正火HB170-217用于制造中小型模具，加工成型后需渗碳处理，然后再淬火并低温回火，以保证模具零件表面的硬度和耐磨性12CrNi3A正火HB260-320切削加工性能良好，用于制造大中型模具，热处理同上时效硬化钢上海材研所 PMS(10Ni3Mn2MoCuAl)预硬HRC30-33具有优良的镜面加工性能，良好的冷热加工性能、补焊性能、电加工性能和综合力学性能，以及良好的花纹图案蚀刻性能和渗氮性能，适合复杂精密的镜面模具及家电模具时效处理HRC40-45渗氮HV1000上海钢研所 SM2(20CrNi3AlMnMo)预硬HRC38-42易切削钢，抛光性能、渗氮性能良好，并具有一定的抗腐蚀能力，用于镜面、精密模具时效处理HRC4025CrNi3MoAl预硬HRC30预硬状态下加工，然后经520时效处理10h，硬度可达HRC40，用于有镜面要求的精密模具时效处理HRC4006Ni6CrMoVTiAl预硬HRC25-28热处理变形小，固溶硬度低，切削性能好，粗糙度低，适宜制造高精度塑料模具时效处理HRC43-4818Ni-250 18Ni-30018Ni-350预硬HRC30-32高合金超高强度马氏体时效钢，用于高精度、超镜面、长寿命、大批量生产的中小型复杂模具，但价格昂贵时效处理HRC50-53耐蚀钢上海材研所 PCR(6Cr16Ni4Cu3Nb)预硬HRC30-32具有优良的耐腐蚀性能、较高的强度、较好的抛光性能和焊接修补性能，热处理淬透性好，变形小，用于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具时效硬化HRC37-422Cr13退火HB220机械加工性能好，经热处理（淬火+回火）后具有优良的耐腐蚀性能，较好的强韧性，适宜制造承受高负荷并在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等淬火+回火HRC40-503Cr134Cr13退火HB230国产420耐蚀钢。机械加工性能好，经热处理（淬火+回火）后具有优良的耐腐蚀性能，抛光性能、较高的强度和耐磨性，适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等，但补焊性能较差淬火+回火HRC40-50热作模具钢4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV1淬火HRC56-58国产H13类热作模具钢，具有较好的热强度和硬度，在中温条件下具有很好的韧性、热疲劳性和一定的耐磨性，热处理变形小,适合氮化处理回火HRC47-49氮化HV600-8003Cr2W8V淬火HRC49-52国产H21类热作模具钢，高温下具有较好的热硬性和强度，但韧性和塑性较差。表面硬度高，耐磨性和热疲劳性良好，调质后可氮化处理进一步提高表面硬度回火HRC42-48氮化HV600-800附表5 塑料模具零件常用材料及热处理类别零件名称材料牌号热处理方法硬度说 明模体零件动、静模座板浇道推板、垫板45正火HB160-200此正火硬度一般即指进货状态，下同调质HB230-270动模固定板静模固定板S50C、45正火HB160-200调质HB230-270推件板45调质HB230-270T8A，T10A淬火HRC54-58推出板45正火HB160-200推杆固定板45正火HB160-200垫块45、A3进货状态浇注零件浇口套、SKD61淬火HRC48-52T8A、T10A淬火HRC46-50导向零件大导柱大导套GCr15或SUJ2淬火HRC56-62T8A、T10A淬火HRC52-56复位杆小导柱、小导套T8A、T10A淬火HRC52-56GCr15或SUJ2淬火HRC56-62小导柱衬套45淬火HRC48-52抽芯零件斜导柱T8A、T10A淬火HRC54-58Cr12淬火HRC54-58滑块斜滑块P20、P20+Ni预硬HRC30-40渗氮HV700-80040Cr正/退火HB175-230渗氮HV700-80045正火HB170-220渗氮HV600-800楔紧块锁紧楔T8A、T10A淬火HRC54-5845淬火HRC43-48耐磨块40Cr正/退火HB175-230渗氮HV700-800T8A，T10A淬火HRC54-58顶出零件顶杆顶管拉料杆SKD61淬火HRC50-6065Mn淬火HRC50-554Cr5MoSiV1(国产H13)淬火HRC38-42芯部渗氮HV900-1100深度0.3mmT8A，T10A淬火HRC50-55顶出块P20、P20+Ni预硬HRC30-40渗氮HV700-80040 Cr正/退火HB175-230渗氮HV700-80045正火HB170-220渗氮HV600-800定位零件定位圈45正火HB160-200导套定位圈45正火HB160-200推出限位块45正火HB160-200日本用S45C，表面发黑处理限位钉45正火HB160-200日本用S45C ，一类不热处理另一类淬火HRC46-5045淬火HRC46-50圆锥定位件45淬火HRC43-48日本用SKD11(Cr12MoV) HRC58-62定距螺钉45淬火HRC33-38日本用SCM435(35CrMo) HRC33-38其它零件立柱45正火HB160-200弹簧65Mn、50CrVA淬火+回火HRC45-50中温回火冷却水丝堵45淬火HRC33-38表面发黑处理油嘴内接头45、40Cr进货状态一般不得用黄铜滑块导轨滑块压块CrWMn、9CrWMn淬火HRC53-56较长件，注意工作面上加油槽40Cr、3Cr2Mo淬火HRC37-42较短件，注意工作面上加油槽滑块拉钩30CrMoA40CrNiMoA淬火HRC45-50注意应在工作面上加工油槽锁模块45、A3进货状态塑膠模用模具材料模具材料的選用是否適宜，對模具的壽命、精度、加工性、價值等有很大的影響。故模具材料的選用一般均依照下列原則：容易取得。机械加工性良好。表面加工性良好。強度、韧性和耐磨性大。無針孔和沉澱雜質等內部缺陷。可焊接性。热处理容易、热变形少。耐热性好、热膨脹係數低。種類及特性模具材料的種類很多，在此先將常用的幾種材料作一簡介。一般構造用輥軋钢材(SS)一般構造用輥軋钢材SS41、SS50，價廉而容易取得，但質軟多針孔，因此用以不需強度、硬度的零件，不適用以模板材料。机械構造用碳钢(SC、SCK)机械構造用碳钢S25C、S50C、S55C等，價廉而容易取得，加工性也好。S25C用以模具的承板、定位环、豎澆道、襯套、止動螺栓、支持件等，而少用以模板。S50C、S55C原則上回火到硬度922HRC，以增其加工性，為标准的模板材料。S9CK、S15CK的含碳量少，因而質軟，所以需作表面滲碳，淬火成HRC4559的硬度來使用。碳工具钢(SK)碳工具钢有SK3、SK5、SK7等，含碳量為06%以上的高碳钢，其淬火硬度是SK3、SK5為HRC5060，SK7為HRC5055，H此類钢材耐磨耗性優良，且為較價宜的工具钢，用以有滑動部份需高硬度和耐磨耗性的零件，如導銷、襯套、頂出銷、復歸銷等。合金工具钢(SKS、SKD)常用的合金工具钢有SKS2、SKS3、SKD11、SKD61等。SKS2與SKS3是碳工具钢加鉻、鎢增加淬火性、耐磨耗性，用以特別要求硬度與耐磨性的成形模板，其硬度HRC5560。SKD11、SKD61是添加釩取代SKS的鎢，其淬火性與耐磨耗性優以SKS，且淬火应变小，其硬度SKD11為HRC5560，SKD61為HRC4551，但SKD61的耐热性、韧性都優以SKD11。高速钢(SNC)此处的高速钢是指SKC2與SNC3的鎳鉻钢，係為碳钢加鎳和鉻，增其韧性與淬火性，回火硬度為2230HRC，用以成形模板。鎳鉻鉬钢(SNCM)鎳鉻鉬钢SNCM2是淬火性，耐磨性耗性均好，尤其是強度、韧性特別好的钢材，其用途與高速钢相同。鉻鉬钢(SCM)鉻鉬钢SCM3、SCM4是碳钢加鉻，鉬的構造用钢，其強度、韧性優以碳钢，其價格較SNC及SNCM便宜。鋁鉻鉬钢(SACM)鋁鉻鉬钢SACM1經氮化处理(氮化层硬度為HRC67)耐磨耗性很高，用以要求硬度和耐磨耗性的滑動部份，如頂出銷等，钢材本身硬度為HRC2030。軸承用高碳鉻钢(SUJ)軸承用高碳鉻钢SUJ2為軸承用的钢材，耐磨耗性、淬火性均良好，其硬度為HRC5560，用以滑動部份需有相當的硬度和耐耗性。不锈钢(SUS)如PVC的塑料，需用耐蝕性高的模具材料，可以增加鉻量，減少碳量的耐蝕性不锈钢SUS來製造。.11鈹銅合金含鈹25%，含銅975%的鈹銅合金，常用來製作形狀複雜的公模或母模。其製作的方法是將熔融的合金注入模型內，然後一直加以壓力直到冷卻為止。表一為塑膠模各構件最廣泛应用之材料，及其热处理狀態及使用之硬度。表二為構造用的合金钢的化學成份及机械性質。表三為表二所列的模具材料的的特性、用途及使用的場合，此三表可供學習查考，以選取最適用的模材。热处理钢材經適當的热处理可顯著增加硬度、強度、韧度、耐磨耗性等机械性質。施行電镀作表面处理，模具精度提高、表面光亮，使脫模更順利，成品表面光度增加。因此欲模具壽命延長、品質提升，除了事先預選適當的模具材料外，對以加工後，模具的热处理方法的選定也極其重要，以下分點說明。正常化此項热处理旨在消除鑄造、鍛造、輥軋等高溫高壓处理所產生的粗晶組织，並將加工所生的內部应力消除。其方法為將工作加热到变態點AC3或ACm點以上3050的溫度後，使之在空氣中自然冷卻，如图1所示。使用大型構造用钢，在材料經鍛造成模型後，再施以正常化处理。退火退火是為了使钢料軟化，調整結晶組织，除去內部应力。其方法為加热到AC3或AC1变態點以上3050，保持適當時間後，在爐中或灰中冷卻，如图2所示。模具材料退火处理有兩種方式。消除应力退火目的在除去加工所引起的內部应力。適用以粗切削、中切削或需淬火的模具零件。因淬火時麻田散铁变態所生的应力將加大，除非先行實施退火消除內部应力，否則將造成巨大的应变，而致淬火罅裂、翹曲。即使不淬火的零件，若經大量粗重切削，不經此項处理的話，也將因加工应力的殘存，而終致尺寸的精度改变或發生翹曲。球狀化退火目的在改善加工性，增加韧性，防止淬火罅裂，使钢中的碳化物变成球狀組织。淬火淬火的目的是為了將钢硬化、增加強度。其方法為钢材加热到AC3或AC1变態點以上約3050，保持適當時間後，使它在淬火液中急速冷卻，而產生高硬度的麻田散铁組织，如图3所示。模具零件常用的淬火方法有下列三種。普通淬火加热到变態點以上的溫度後，在水或油中急冷以得麻田散铁組织。此方法，加热必需防止過热及氧化脫碳的現象發生。對以壁厚不均的模具，將會有加热不均勻。由以各部份的度差發生热膨脹差，致影響变態點，引起变態差，而致淬火罅裂。因此為了達到均勻加热，最好用盐浴或惰性氣爐。氧化、脫碳之防止可採用盐浴爐或可調整的隋性氣爐。热处理变形的防止，宜使用淬火溫度低，自硬性大，有氣冷程度的淬火钢。含大量鉻、鎳的合金钢、高速钢具有此一空氣中冷卻而硬化的特性，對以加工後再行热处理的模具、精度、形狀能保持而不致变形，精密度失掉。麻淬火(marquenching)如图4所示，將待处理的材料加热到淬火溫度後，投入以溫度為Ms點(冷卻時由沃斯田铁转变為麻田散铁的開始溫度)的热盐浴中，待材料的溫度成為均一後，取出氣冷，緩慢引起麻田散铁变態、材質变硬，不致發生淬火应力及罅裂，最後再施行回火处理。麻回火(martempering)如图5所示，將材料加热到淬火溫度後，投入以溫度為Ms點及Mf點(冷卻時由沃斯田铁转变為麻田散铁的終了溫度)間的热盐浴內淬火(100200)，長時間保存恆溫，直到变態終了，然後空冷。利用此法淬火者，麻田散铁自行回火，淬火应力消除，衝擊值得以提高，韧性較回火处理者強。工業界一般皆不等待到恆溫变態終了，即行撈出，如图示，而後段則採氣冷回火。回火淬火後的钢雖然強度大硬度高，但是很脆。假如淬火钢加热到A1变態點以下的適當溫度時，不但可以除去淬火钢的內部应力，又能調節硬度得到適當的強韧性，這種处理叫回火。依照回火之目的，可分為低溫回火與高溫回火兩種。低溫回火適用以淬火硬度需要相當高的情況下，將高碳钢加热以溫度約200的低溫，目的应以消除淬火所產生的內部应力。殘留的沃斯田铁組织不易產生变化，可維持相當高的硬度。高溫回火適用以構造用钢，將其加热在溫度500600之間使其組织变為有韧性的糙斑铁。此時可兼顾钢材的韧度和硬度。图6為含碳量為045%的中碳钢，在不同回火溫度下的机械性質。對以施行一次回火，不能得到滿意的机械性質的钢料如高合金钢及高速钢，可施行23次的返復回火。表面处理表面处理是指以加热或化學处理的方法，使钢料表面增加硬度到達某一深度。其方法有滲碳、高週波及火焰淬火、氮化及電镀。分別敘述如下。滲透淬火低碳钢或表面淬火钢(低鎳钢、低鎳鉻钢等低碳合金钢)在適當的滲碳劑中加热，使表面起滲碳到某一深度，使成高碳的狀態的表面硬化法。在滲碳劑中以850900加热810小時，則钢料表面起滲碳約2mm的深度。滲碳完後再施以淬火处理，使滲碳部份硬化。若有不想滲碳的部份，可預先镀銅以防止。一般滲碳劑可分為固体滲碳、氣体滲碳與液体滲碳等三種。固体滲碳的滲碳劑使用木炭、焦炭等固体。以木炭粉為主，加入2030%的碳酸鋇、碳酸鈉等促進劑。氣体滲碳的滲碳劑為氣体，主要為一氧化碳或甲烷碳化氫，滲碳濃度容易調節，可使滲碳均勻。滲碳能力大，不只表面，連心部也可均勻滲碳。液体滲碳的滲碳劑為溶融的氰化物，將钢加热到AC1变態點以上而滲碳。通常薄层硬化是濃度較高的氰化鈉盐浴中作低溫(850900)处理，而厚层硬化以濃度較低的氰化鈉盐浴作高溫(900950)的处理。高週波硬化藉高週波感应電流將钢料表面急热，在到達淬火溫度後，用適當的冷卻劑急冷，稱為高週波淬火。主要用以需具強韧及耐磨耗的机械性質的模具零件，如導銷、復歸銷、斜銷等等。含碳量0405%的碳钢，或合金钢皆適用以本方法。火焰淬火以氧氣-乙炔火焰將钢料表面急速加热到淬火溫度，再以水急速冷卻而使表面硬化。本方法的特色在以只將外周表面淬火硬化，因此淬火应变小，可应用以各種形狀及大小的钢製品。淬火方法大致分別有兩種。全面同時淬火法適用以較小面積的处理。全面同時加热，然後對此加热到淬火溫度的面進行冷卻以硬化之。移動淬火法大面積不適宜用全面同時淬火法，乃改用順序移動加热及冷卻的組合吹管，以行加溫冷卻全面積。也可应用以不易全面淬火的模具的局部淬火、零件的磨擦面，可增高耐磨性，延長模具壽命。氮化氮化是在氨氣或含氨的媒体中加热，增加氮含量而將钢表面硬化的方法。加热溫度高時，硬度減低，但氮化深度加深。氯化時間取決以所需氮化深度，大約是50小時05mm，标准是100小時07mm。镀錫或镀鎳的部份，可以防止氮化。氮化用钢，其标准成份大約是碳035045%、鋁1013%、鉻1318%、鉬05%以下，此時的氮化溫度500500，表面硬度為HRC6770，為一非常硬的氮化层。氮化法依其媒劑可分為氣氮化、液体氮化、軟氮化(低溫盐浴氮化法)。氣体氮化法被处理的料件裝以氮化箱內，放入以爐中，通入氨氣，溫度為500550左右，氮化時間為50100小時。此種方法為低溫处理，使热处理变形接近以無。液体氮化法液体氮化法與液体滲碳法之不同點，在以本法