模具大致可分為冷作模具、熱作模具和塑料模具3類，用于鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由于各種模具用途不同，工作條件復(fù)雜，因此對模具用鋼，按其所制造模具的工作條件，應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性，足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。

由于這類用途不同，工作條件復(fù)雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。

冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。

冷作模具有鋼，按其所制造具的工作條件，應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。

合金鋼分析儀分析用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.80％以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常不大于5％。但對于一些耐磨性要求很高，淬火后變形很小模具用鋼，最高鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)13％，并且為了形成大量碳化物，鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高，最高可達(dá)2.0％~2.3％。

冷作模具鋼的碳含量較高，其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。

常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。

[應(yīng)用場合]：冷作模具用于冷態(tài)下（工作溫度低于200～300℃）金屬的成形加工，如冷沖模、冷擠壓模、剪切模等。這類模具承受很大的壓力、強(qiáng)烈的摩擦和一定的沖擊，因此，要求具有高硬度、耐磨性和足夠的韌性。此外，形狀復(fù)雜、精密、大型的模具還要求具有較高的淬透性和小的熱處理變形。

[化學(xué)成分]：碳硫分析儀分析冷作模具鋼一般具有高的含碳量，wC=1.0％～2.0％，以獲得高硬度和高耐磨性。加入合金元素Cr、Mo、W、V等，以提高耐磨性、淬透性和耐回火性。

[常用冷作模具鋼]：Crl2型鋼包括Cr12、Cr12MoV等，這類鋼的淬透性及耐磨性好，熱處理變形小，常用于大型冷作模具。其中Crl2MoV鋼除耐磨性不及Cr12鋼外，強(qiáng)度、韌性都較好，應(yīng)用最廣。尺寸較小的冷作模具可選用低合金冷作模具鋼CrWMn等，也可采用刃具鋼9SiCr或軸承鋼GCr15。

[熱處理]：Crl2型鋼屬于萊氏體鋼，加工前應(yīng)進(jìn)行反復(fù)鍛打并退火。Cr12型鋼的最終熱處理一般為淬火和回火，獲回火馬氏體、碳化物和殘余奧氏體組織，硬度為 60～64HRC。

熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機(jī)鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機(jī)械應(yīng)力外，還要承受反復(fù)受熱和冷卻的做用，而引起很大的熱應(yīng)力。熱作模具鋼除應(yīng)具有高的硬度、強(qiáng)度、紅硬性、耐磨性和韌性外，還應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)度、熱疲勞穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性，以保證整個截面具有一致的力學(xué)性能。對于壓鑄模用鋼，還應(yīng)具有表面層經(jīng)反復(fù)受熱和冷卻不產(chǎn)生裂紋，以及經(jīng)受液態(tài)金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30％ ~0.60％，屬于亞共析鋼，也有一部分鋼由于加入較多的合金元素（如鎢、鉬、釩等）而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。

[應(yīng)用場合]：熱作模具用于熱態(tài)金屬的成形式加工，如熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模等。熱作模具工作時受到比較高的沖擊載荷，同時模腔表面要與熾熱金屬接觸并發(fā)生摩擦，局部溫度可達(dá)500℃以上，并且還要不斷反復(fù)受熱與冷卻，常因熱疲勞而使模腔表面龜裂，故要求熱作模具鋼在高溫下具有較高的綜合力學(xué)性能及良好的耐熱疲勞性。此外，必須具有足夠的淬透性。

[化學(xué)成分]：熱作模具鋼為中碳成分，wC=0.3％～0.6％，以獲得綜合力學(xué)性能；合金分析儀分析合金元素有Cr、Mn、Ni、Mo、W、Si等，其中Cr、Mn、Ni主要作用是提高淬透性； W、Mo提高耐回火性并防止回火脆性； Cr、W、Mo、Si還提高鋼的耐熱疲勞性。 　

[常用熱作模具鋼]：5CrMnMo和5CrNiMo是最常用的熱鍛模具鋼，其中5CrMnMo常用來制造中小型熱鍛模，5CrNiMo常用于制造大中型熱鍛模；對于受靜壓力作用的模具（如壓鑄模、擠壓模等），應(yīng)選用3Cr2W8V或4Cr5W2VSi鋼。 　

[熱處理]：熱鍛模坯料鍛造后需進(jìn)行退火，以消除鍛造應(yīng)力，降低硬度，利于切削加工；最終熱處理為淬火、高溫（或中溫）回火，回火后獲得均勻的回火索氏體或回火托氏體，硬度約為40HRC左右。

塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性等性能。此外，還要求具有良好的工藝性，如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補(bǔ)焊性能好、粗糙度高、導(dǎo)熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。一般情況下，注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼；熱固性成形和要求高耐磨、高強(qiáng)度的模具可選用冷作模具鋼。

[性能要求]：塑料模具所受的應(yīng)力和磨損較小，主要失效形式為模具表面質(zhì)量下降，因此應(yīng)具備以下性能：①良好的加工性能，在較高預(yù)硬硬度（28～35HRC），便于進(jìn)行切削加工或電火花加工，易于蝕刻各種圖案、文字和符號；②良好的拋光性，模具拋光后表面達(dá)到高鏡面度（一般Ra值為0.1～0.012μm）；③較高的硬度（熱處理后硬度應(yīng)超過45~55HRC），良好的耐磨性，足夠的強(qiáng)度和韌性；④熱處理變形?。ūＷC精度）、良好的焊接性（便于進(jìn)行模具焊補(bǔ)）等。