模具鋼是什么？有哪些類別？

模具是無線電儀表、電機、電器和機械制造等工業部門中零件的主要加工工具。模具的質量直接影響著壓力加工工藝的質量、產品的精度產量和生產成本，而模具的質量與使用壽命除了靠合理的結構設計和加工精度外，主要受模具材料和熱處理的影響。模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種。

各種模具用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同，對模具用鋼，按其所制造模具的工作條件，也應具有高的硬度、強度、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。模具鋼的分類大致有三種：塑料模具鋼、熱軋模具鋼和冷軋模具鋼，分別用于鍛造、沖壓、切型和壓鑄等。

塑料模具分為熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼一般要求具有良好的工藝性，如加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、熱處理變形小、導熱性好、工作條件尺寸和形狀穩定等。此外，還要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定性和耐蝕性等性能。一般情況下，擠壓成形或注射成形模具可選用熱作模具鋼，熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。

熱軋模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱模具應具有較高的淬透性，以保證整個截面具有一致的力學性能。此外，還要求具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性，以及良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性。熱變形模具在工作中除了要承受巨大的機械應力，還要承受反復受熱和冷卻的作用，從而引起很大的熱應力。對于壓鑄模用鋼來說，還應具有的性能是，表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋，以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕。這類鋼一般屬于中碳合金鋼，碳質量分數在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。

冷軋模具包括冷沖模、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。冷作模具用鋼，根據其所制造具的工作條件，應具有高的硬度、強度、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。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼，碳質量分數在0.80%以上。鉻是這類鋼的重要合金元素，其質量分數通常不大于5%，但對于一些耐磨性要求很高，淬火后變形很小模具用鋼，最高鉻質量分數可達13%，并且為了形成大量碳化物，鋼中碳質量分數也很高，最高可達2.0%~2.3。

模具日趨大型化，隨著模具標準件應用日益廣泛，模具標準化、商品化程度的提高，對于模具鋼產品質量、品種規格以及交貨周期將提出更高的要求。模具鋼的市場會得到更快更好的發展，緊抓研制開發高精度、高韌性、耐腐蝕、高質量的模具鋼新品種，并且會帶領國內模具鋼產業邁上更高層次的發展。