模具钢材选用.docx

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模具钢材选用

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旋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旋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）透明件应选用抛旋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

ASSAB

618

1

中

明利

日本

DAIDO

NAK55

3

中

明利、龙记

718

2

高

明利、龙记

NAK80

3

高

明利、龙记

S136/S136H

4

高

明利、龙记

PDS-5

1

明利

8407

5

高

明利、龙记

PX4

1

8402

5

明利

PX5

1

中

优

质

德

国

特

殊

钢

材

GS-312

1+S

低

德胜

PX88

1

龙记

GS-318

1

低

德胜

PXZ

0

低

GS-738

2

中

德胜、龙记

S-STAR

4

GS-711

2

高

德胜

G-STAR

4

P20M

1

低

德胜

PAK90

4

龙记

GS-316

4

德胜

DH2F

5

GS-083/083H

4

德胜

德国

德威

GSW-2311

1

GS-344EFS

5

德胜

PM-311

1

昌兴隆

GS-638

1

中

龙记

GSW-2738

2

GS-2311

1

中

龙记

PM-738

2

昌兴隆

GS-2312

1+S

低

龙记

GSW-2316

4

GS-2316

4

龙记

PM-316

4

昌兴隆

GS-2083/2083H

4

龙记

GSW-2344

5

GS-2344

5

龙记

德国

多来特

2322

1

利昌

德国

EDEL

2311

1

中

明利

2328

1

利昌

318

1

低

明利

2378

2

利昌

2316/2316H

4

明利

2738

2

利昌

2344

5

明利

2083、2083ESR

4

利昌

法国

USINOR

CLC2738

2

2316、2316ESR

4

利昌

CLC2316H

4

2344

5

利昌

法国

CLI

SP300

1

奥地利

百禄

M202

1

昌兴隆、利昌

738

2

中

明利

M238

2

昌兴隆、利昌

韩国

重工业

（株）

HP-1A

0

低

M300

4

昌兴隆、利昌

HP-4A

1

低

M310/310H

4

昌兴隆、利昌

HP-4MA

1

中

W302

5

HAM-10

3

高

加拿大SOREL

CSM-2

1

明利

HEMS-1A

4

STD-61

5

日本三菱

MUP

1

中

龙记

HDS-1

5

S45C、S50C、S55C

0

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:

0.28-0.40

Si:

0.20-0.80

Mn:

0.60-1.00

Cr:

1.40-2.00

Mo:

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

DAIDO

PDS-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

具有良好抛旋光性能，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

EDEL

318

预硬

HRC29-34

用于大型塑料模具

*2311

预硬

HB290-330

HRC30-35

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

HB280-325

P20+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

CLI

SP300

预硬

HB290-320

具有良好的加工工艺性，抛旋光性和皮纹加工性，用于大而厚的塑料模具，

加拿大

SOREL

CSM-2

预硬

HB290-330

具有良好抛旋光性，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

ASSAB

718

预硬

HB290-330

具有高淬透性，良好的抛旋光性能、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CLI

738

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

USINOR

CLC2738

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，切削性能和抛旋光性能较好，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，抛旋光性好，适用于大中型镜面塑料模具

PM-738

预硬

HRC31-34

硬度均匀，抛旋光性好，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，镜面抛旋光性能好，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，具有优良的镜面抛旋光性能，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具有优良的镜面抛旋光性能。

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（%）

C

Si

Mn

Cr

Mo

Ni

Al

Cu

S

NAK55

0.15

0.3

1.5

0.3

0.3

3.0

1.0

1.0

0.1

NAK80

0.15

0.3

1.5

0.3

0.3

3.3

1.0

-

-

420

类

耐蚀塑

料模具

钢

参考成分（%）：

C:

0.30-0.40

Cr:

12.0-14.0

Si:

≤1.20

Mn:

≤1.25

S:

≤0.06

Se:

≥0.15

对应我国钢号：

3Cr13

或

4Cr13

日本

DAIDO

S-STAR

预硬

HRC31-34

具有高耐蚀性、高镜面抛旋光性，热处理变形小，用于耐蚀镜面精密模具，G-STAR为易切削钢

G-STAR

PAK90

预硬

HB300-330

极佳的耐蚀、耐磨和镜面抛旋光性，用于精密模具

瑞典

ASSAB

S136

退火

HB215

耐蚀性好，淬回火后有较高硬度，抛旋光性好。

用于耐腐蚀性和要求较高的塑料模具

S136H

预硬

HB290-330

法国

USINOR

CLC2316H

预硬

HB290-330

优良的耐蚀性能和镜面抛旋光性能，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

EDEL

2316

退火

HB235-250

适合镜面塑料模具，防酸性极强

2316可加硬至HRC52

2316H

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

HB280-310

GS-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旋光性能，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

具有高镜面抛旋光性能，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

S45CS50C

S55C

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

DAIDO

PXZ

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:

0.32-0.45

Si:

0.80-1.20

Mn:

0.20-0.50

Cr:

4.75-5.50

Mo:

1.10-1.75

V:

0.80-1.20

对应我国钢号：

4Cr5MoSiV1

日本

DAIDO

DH2F

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

ASSAB

8402

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

≤HB185

EDEL

2344

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

≤HB229

H13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

HRC54-58

SM45、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，抛旋光性能好，用于大中型复杂精密模具型腔、型芯、滑块、镶件等。

正/退火

HB170-200

3Cr2NiMo

3Cr2NiMnMo

预硬

HRC28-35

国产P20+Ni。

淬透性高，综合力学性能好，抛旋光性能好，用于特大型、大型复杂精密模具型腔、型芯

正/退火

HB170-200

40Cr

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

≤HB207

42CrMo

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，镜面抛旋光性能好，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，抛旋光性能好，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，镜面抛旋光性好，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，抛旋光性能、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

HRC40

25CrNi3MoAl

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

HRC40

06Ni6CrMoVTiAl

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

HRC43-48

18Ni-25018Ni-300

18Ni-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

H