模具材料选用
模具设计钢材选用的知识
模具设计钢材选用的知识引言模具设计是机械制造领域中的重要环节，而钢材的选用是模具设计过程中至关重要的一步。
模具设计钢材的选用要求对材料的性能、特点和应用进行全面了解，以确保模具具备良好的耐磨性、强度和耐腐蚀性能，从而保证模具寿命的延长和模具质量的提高。
本文将介绍模具设计钢材选用的一些基本知识。
一、模具设计钢材选用的考虑因素在进行模具设计钢材选用时，需要考虑以下几个因素：1.性能要求模具设计钢材的性能要求包括强度、硬度、塑性、韧性和耐磨性等。
强度和硬度是模具能够承受外部载荷和抵御切削力的重要指标，而塑性和韧性则决定了模具在工作过程中的变形和断裂能力。
耐磨性是模具表面能够抵抗切削力和磨损的能力。
2.材料成本材料成本是模具设计中的一个重要考虑因素。
根据模具的具体使用场景和要求，可以选择适合的材料来降低制造成本。
一般情况下，模具选用的钢材成本较高，但其性能和寿命更高，因此在实际应用中需要进行合理的权衡。
3.加工性在模具设计钢材选用时，还需要考虑材料的加工性。
模具制造过程中需要进行切削、热处理等工艺，因此钢材的加工性能直接影响着模具的加工难度和效率。
选用加工性良好的钢材可以提高模具的制造效率和质量。
4.耐腐蚀性能模具在工作过程中可能接触到各种液体、气体或者化学物质，在这种情况下，耐腐蚀性能就显得尤为重要。
选用具有较好耐腐蚀性能的钢材可以延长模具的使用寿命，减少维护和更换的频率。
二、常用的模具钢材类型根据模具设计的不同要求和工作环境的差异，常用的模具钢材类型有以下几种：1.冷作模具钢冷作模具钢是常用且广泛应用于模具设计中的一类材料，具有较好的硬度、强度和耐磨性能。
常见的冷作模具钢有Cr12、Cr12MoV等。
2.热作模具钢热作模具钢主要用于高温工作环境下，要求具备优良的高温强度和耐热性能。
常见的热作模具钢有H13、H11等。
塑料模具钢主要用于塑料制品的成型，要求具备良好的耐磨性、韧性和热导性能。
常见的塑料模具钢有P20、2311等。
模具材料研究与选用的最新进展
模具材料研究与选用的最新进展模具材料研究与选用是模具制造领域的重要研究方向之一。
随着科技的不断进步和模具工艺的不断发展，模具材料的要求也在不断提高。
本文将介绍最新的模具材料研究进展，并探讨在不同应用场景下的材料选用原则。
1. 常见模具材料的研究进展1.1 P20钢P20钢是目前应用较为广泛的模具材料之一，具有良好的耐磨性、韧性和淬火硬化性能。
最新的研究表明，通过优化热处理工艺，可以进一步提高P20钢的性能。
例如，采用先进的淬火和回火工艺可以改善其细晶结构，提高硬度和耐磨性。
1.2 压铸模具材料压铸模具材料要求具有良好的高温强度、热疲劳寿命和耐蚀性。
近年来，研究人员通过合金设计和材料改性等方法，不断开发新的压铸模具材料。
例如，添加Ti和Al等元素可以改善材料的高温强度和耐热性能。
此外，采用粉末冶金和复合材料技术，也可以制备出高性能的压铸模具材料。
1.3 光刻胶材料光刻胶材料是光刻工艺的关键材料，对芯片制造的质量和效率有着重要影响。
目前，研究人员主要关注于提高光刻胶材料的分辨率、敏感度和耐久性。
最新的研究表明，采用纳米颗粒增强技术和自组装技术可以显著提高光刻胶材料的性能。
此外，采用环保无害的材料也是研究的热点之一。
2. 模具材料选用的原则模具材料选用是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多个因素，包括应用场景、使用条件、加工工艺等。
下面给出模具材料选用的主要原则。
2.1 强度和硬度模具材料应具有足够的强度和硬度，以承受高压力、高温度和大变形等工况。
高强度和硬度的材料可以提高模具的使用寿命和耐久性。
2.2 耐磨性和耐腐蚀性模具材料应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，以适应长期使用和复杂工艺条件。
优秀的耐磨性可以减少模具的磨损和减少工艺损失，而耐腐蚀性可以保证模具在腐蚀性介质中的稳定性。
2.3 导热性和导电性在塑料注塑和压铸等工艺中，模具需要快速散热和导电，以保持工艺稳定性和产品质量。
因此，模具材料应具有良好的导热性和导电性，以提高工艺效率和生产效率。
模具材料选用标准
模具材料选用标准模具材料选用标准模具是工业生产过程中非常重要的工具，它广泛应用于汽车、航空、轻工、电子、冶金、医疗等行业。
模具制造要求高度精度和稳定性，而材料是影响模具性能的主要因素之一。
因此，在选择模具材料时需要遵循一些标准，以确保模具质量和生产效率。
1.力学性能模具需要承受高压、高温和重负荷的要求，因此选择优质的材料，具有优异的力学性能是非常关键的。
力学性能包括材料的强度、硬度、韧性、延展性等，选择具有高强度、高硬度和优异的抗压能力的材料，可以大大提高模具的使用寿命。
常用的模具材料有高速钢、合金钢、工具钢、不锈钢等。
高速钢具有优异的耐磨性、热稳定性和耐腐蚀性能，适用于加工硬质材料。
合金钢具有优越的耐磨性和抗压能力，经过热处理后可达到很高的硬度。
不锈钢材料具有良好的耐腐蚀性能和韧性，适合于生产要求较高的模具。
2.加工性能模具制造过程需要进行多次加工，如钻孔、铣削、磨削等，因此选择材料时必须考虑其加工性能。
加工性能包括易加工性、磨削性、切削性和适应性等方面。
材料易加工性好可以减少生产周期和降低制造成本。
常用的模具材料有工具钢、合金钢、不锈钢、碳钢等。
碳钢具有较好的加工性能，而且价格相对较低，适用于生产一些低负荷的模具。
工具钢也是常用的模具材料，具有较好的加工性能、磨削性和抗腐蚀性能等，适用于各种模具的生产。
3.耐磨性模具在生产过程中需要承受大量的摩擦和磨损，因此选择具有良好的耐磨性能的材料是非常重要的。
耐磨性能包括材料的硬度、抗拉强度、耐腐蚀性、表面质量等。
常用的具有优异耐磨性能的模具材料有高速钢、合金钢、工具钢、钨钢等。
其中合金钢和高速钢具有较好的耐磨性能和热稳定性，可以生产高难度的模具；钨钢具有较高的硬度、抗磨损和耐高温性能，适用于生产高寿命要求的模具。
总之，选择适合的模具材料是模具制造的关键之一。
除了上述的三个方面，在选择材料时还需考虑其成本、可靠性、使用寿命等因素，才能保证生产出优质的模具。
(1-4)模具材料选用
定义
将钢件加热到临界温度以上，保温一 定时间后随炉温或在土灰、石英中缓 慢冷却。
目的及应用
消除模具零件毛坯或冲压件 的内应力，改善组织，降低 硬度，提高塑性。
将钢件加热到临界温度以上，保温一 定时间后，放在空气中自然冷却。
将钢件加热到临界温度以上，保温一 定时间，随后放在淬火介质（水或油 等）中快速冷却。
推板、顶板 推杆、顶杆 导正销 固定板、卸料板 定位板 导料板 托料板 挡料销、定位销
Q235
45
第Hale Waihona Puke 章 冲压模具设计与制造基础表1.4.5 模具一般零件的常用材料及热处理硬度（续）
零件名称
废料切刀 定距侧刃
使用情况
材料牌号
T10A、9Mn2V T8A、T10A、9Mn2V
热处理硬度 (HRC)
56~60 56~60
Cr12MoV
9Mn2V Cr6WV CrWMn 9CrWMn Cr4W2MoV 6W6Mo5Cr4V
合金 工具 钢
5CrMnMo 5CrNiMo 3Cr2W8V 高速 工具 钢
W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W6Mo5Cr4V3
淬火不 淬硬 红硬 变形性 深度 性 较差 浅 差 较差 浅 差 好 深 较好 好 深 较好 好 浅 差 中等 深 中等 中等 浅 较差 中等 浅 较差 中等 深 中等 中等 深 中等 中等 中 较差 中等 中 较差 较好 深 较好 中等 深 好 中等 深 好 中等 深 好
45
HT250、ZG310-570 Q235 45 20 T10A、9Mn2V Cr12、GCr15 45 T8A、9Mn2V
43~48
43~48 58~62（渗碳） 56~60 62~64 43~48 52~56
12种模具常用钢材
第九章塑胶模具常用钢材（一）C45 W 中炭钢美国标准编号：AISI 1050 ~ 1055；日本标准编号：S50C ~ S55C德国标准编号：1.1730。
中炭钢或45# 钢香港称为王牌钢,此钢材的硬度为：HB170 ~ HB220,价格便宜,加工容易,在模具上用作模架,顶柱，及一些不重要的零件上,市场上一般标准模架是采用此种钢材;（二）40 CrMn Mo 7 预硬塑胶模具钢美国、日本、新加坡、香港、中国标准编号：AISI P20，德国及有些欧洲国家编号：DIN：1.2311、1.2378、1.2312。
此种钢是预硬钢，一般不适宜热处理，但是可以氮化处理，此钢种的硬度差距也很大，由280HRC ~ 400视乎那间钢厂的标准，由于已作预硬处理，机械切削也不太困难，所以很合适做一些中下价模具的镶件，有些生产大批量的模具模架也采用此钢材（有些客户指定要用此钢作模架），好处是硬度比中炭钢高，变形也比中炭钢稳定，P20此种钢由于在塑胶模具被广泛采用，所以品牌也很多，其中在华南地区较为普遍的品牌有：ASSAB 一胜百牌，瑞典产的有两种不同硬度，718S HB290~HB330（330~340HRC）、718H HB330~HB370 （340~380HRC）。
大同钢厂，日本产：NAK 80（硬度400HRC+20）及NAK55（硬度400HRC+20）两种，一般情况下，NAK 80做定模镶件，NAK55做动模镶件，要留意NAK55 不能直接做EDM皮纹，据钢材代理解释是含硫的关系，所以EDM后留有条纹的；德胜钢厂THYSSEN ，德国产，有好几种编号：GS-711（硬度340~360HRC）、GS738（硬度320~350HRC）、GS808VAR（硬度380~420HRC）、GS318（硬度290~330HRC）、GS312（硬度290~330HRC），GS312含硫不能做EDM纹，在欧洲做模架较为普遍，GS312的Code 为40 Cr MN Mo S8，百禄（BOHLER）奥国产，编号有：M261（380~420HRC）、M238（360~420HRC）、M202（290~330HRC），M202不能做EDM纹，也是含硫，尚有其他品牌，不能尽录。
模具钢材选用.doc
模具钢材选用·doc模具钢材选用一、引言模具钢材是用于制作模具的重要材料，其质量和选用对模具的性能和寿命具有重要影响。
本文将详细介绍模具钢材的选用方法和注意事项。
二、模具钢材的分类根据使用要求和材料特性，模具钢材可以分为以下几类：1·冷作模具钢：适用于冷作模具，如冲压模具、弯曲模具等。
2·热作模具钢：适用于高温条件下的模具，如压铸模具、热剪模具等。
3·塑料模具钢：适用于塑料制品的模具，如注塑模具、吹塑模具等。
4·特殊用途模具钢：适用于特殊需求的模具，如引导模具、电子模具等。
三、模具钢材选用方法1·根据模具种类和工作环境选择合适的材料。
2·考虑模具的使用寿命和生产批量，选择耐磨性和耐腐蚀性良好的材料。
3·根据模具的尺寸和复杂度，选择具有良好加工性能的材料。
4·考虑模具的强度和韧性要求，选择具有合适力学性能的材料。
5·考虑成本和经济性，选择合适的材料。
四、模具钢材的常用品牌和性能1·冷作模具钢常用品牌：H13钢、D2钢、S7钢等。
具有较高硬度和耐磨性，适用于冷作模具。
2·热作模具钢常用品牌：H11钢、H13钢、718钢等。
具有较高耐热性和耐蚀性，适用于热作模具。
3·塑料模具钢常用品牌：P20钢、2311钢、2738钢等。
具有较高韧性和良好加工性能，适用于塑料模具。
4·特殊用途模具钢常用品牌：S136、NAK80、420等。
具有特殊要求的模具，根据具体需要选择合适的材料。
五、模具钢材的热处理1·淬火：根据不同材料和要求，进行适当的加热温度和保温时间，使材料达到适当的硬度。
2·回火：对淬火后的材料进行回火处理，提高材料的韧性和抗冲击性。
六、模具钢材的表面处理1·氮化处理：通过在模具表面形成一层氮化层，提高模具的硬度和耐磨性。
2·电镀处理：通过在模具表面电镀一层金属材料，提高模具的防锈性和耐腐蚀性。
注塑模具材料选用
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。
模具材料选用标准
模具材料选用标准一、模具种类根据模具的使用场景和目的，模具可大致分为冲压模具、注塑模具、压铸模具、锻造模具等。
不同种类的模具对材料的要求各有侧重。
例如，冲压模具主要用于金属薄板成型，要求材料具有较高的强度和韧性；注塑模具和压铸模具则要求材料具有良好的耐腐蚀性和高温性能。
二、模具制造工艺模具制造工艺对材料的选择有很大的影响。
一些特定的材料适用于特定的制造工艺。
例如，压铸模具的制作常常选用耐高温、耐蚀性强的特种钢材；而塑料模具则更倾向于选择易切削、加工性能好的钢材。
三、模具尺寸与精度模具的尺寸与精度对材料的选用也有重要影响。
一般来说，大型模具需要使用具有足够强度和韧性的材料，而小型模具则需要选择不易变形的材料。
同时，对于精度要求较高的模具，应选择具有良好稳定性和耐磨性的材料。
四、模具材料性能要求模具材料的性能要求主要包括强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性、抗疲劳性等。
根据不同的使用环境和目的，要对这些性能指标进行综合考虑和权衡。
五、模具使用寿命与维护模具的使用寿命和维护对材料的选择有很大影响。
一些材料在长期使用过程中容易发生变形、磨损或腐蚀，需要定期维护或更换。
因此，在选择材料时，应考虑其使用寿命和维护成本。
六、模具成本与预算模具的成本与预算是选择材料的另一个重要因素。
不同的材料价格差异较大，因此在满足使用要求的前提下，应尽量选择价格合理、易于采购的材料。
七、模具可加工性与可维修性模具的可加工性和可维修性对材料的选择也有一定影响。
一些材料具有良好的可加工性，易于加工成各种形状和尺寸的模具；而一些材料则具有良好的可维修性，在模具出现问题时可以方便地进行修复和再利用。
在选择材料时，应考虑这些因素以降低模具的制作和维护成本。
综上所述，模具材料选用标准是一个多方面考虑的复杂过程。
在具体实践中，应根据实际需求和条件进行综合分析和决策。
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不同冲压方法，其模具类型不同，模具工作条件有差异，对模具材料的要求也有所不同。
表1.4.1是不同模具工作条件及对模具工作零件材料的性能要求。
模具材料的选用，不仅关系到模具的使用寿命，而且也直接影响到模具的制造成本，因此是模具设计中的一项重要工作。
在冲压过程中，模具承受冲击负荷且连续工作,使凸、凹模受到强大压力和剧烈磨擦，工作条件极其恶劣。
因此选择模具材料应遵循如下原则：
(1）根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；
(2）根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；
(3）满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小；
(4）满足经济性要求。
模具材料的种类很多，应用也极为广泛。
冲压模具所用材料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。
冲压模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等（可参见GB/T699—1999、GB/T1298—1986、
GB/T1299—2000、JB/T5826—1991、JB/T5825—1981、JB/T5827—1991等）。
常用模具钢的性能比较见表1.4.2
表1.4.3是常用冷作模具钢国内、外牌号对照
模具工作零件的常用材料及热处理要求见表1.4.4
模具一般零件的常用材料及热处理要求见表1.4.5
模具零件加工常见热处理方法有退火、调质、淬火、回火、渗碳、氮化等，见表1.4.6
凸模和凹模加工过程中热处理工序安排，见表1.4.7。