01
鋼材的定義：
鋼材是指含碳量在0.0218％～2.11％的鐵碳合金。在普通鋼材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金鋼，我們的模具鋼材都屬於合金鋼。
02
改變鋼材性能的辦法，主要有以下三方面：
1. 合金成分
碳：C
- 增加淬火組織的硬度；
- 形成碳化物，提高耐磨性；
- 降低韌性；
- 降低可焊性
鉻：Cr
- 提高鋼之硬度，形成堅硬及穩定的碳化鉻,從而改善耐磨性；
- 能提高鋼的淬透性；
- 當Cr含量超過12%, 具耐腐蝕作用，並提供良好拋旋光性
鉬：Mo
- Mo是強碳化物形成元素，提高耐磨性；
- Mo＞0.5％能抑止其他合金元素引致之回火脆性；
- 提供紅硬性，熱強度；
- 提高淬透性，回火穩定性
釩：V
- 可以形成高硬度碳化物，提高耐磨性；
- 細化鋼的晶粒，降低過熱敏感性
- 提高鋼之強度、韌性及回火穩定性
鎳：Ni
- Ni能提高鋼的淬透性；
- Ni能細化晶粒
硫（S）
- 常以MnS形式存在鋼中，割裂基體的連續性，惡化材料的韌性、抗腐蝕性、拋旋光性、放電加工性、蝕紋性，可提高材料的切削能力。
2. 冶煉工藝
- 普通鍊鋼工藝
- 電渣重熔（ESR）將粗鋼坯置於電渣爐中，通入強電流，使電爐產生很高的溫度，使粗鋼坯熔化成鋼水，鋼水流經電渣，雜質被電渣過濾吸附，從而達到純化的效果。整體重熔速度快，但一些非常細小的雜質並未除去。
3. 熱處理
鋼材的熱處理是指經過加熱然後冷卻，通過控制鋼材的加熱溫度、保溫時間及冷卻速度來改變鋼的性能，以滿足加工或使用要求的工藝過程。主要的熱處理工藝有：退火、淬火、回火。
03
模具鋼按用途分類
1. 冷作模具鋼
冷作模具鋼主要用於製造對冷狀態下的工件進行壓制成型的模具。如冷衝裁模具、冷衝壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的範圍很廣，從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。
2. 熱作模具鋼
熱作模具鋼主要用於製造對高溫狀態下的工件進行壓力加工的模具。如熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時採用高合金奧氏體耐熱模具鋼製造。
3. 塑料模具鋼
由於塑料的品種很多，對塑料製品的要求差別也很大，對製造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業發達的國家已經形成了範圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結構鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
把模具按壽命長短分為五級，對鋼材的要求：
一般把模具按使用壽命的長短分五級。一級在百萬次以上，二級是50萬-100萬次，三級在30萬-50萬次，四級在10萬-30萬次，五在10萬次以下。
一級與二級模具都要求用可以熱處理、硬度在HRC50左右的鋼材，否則易於磨損，注塑出的產品易超差，故所選的鋼材既要有較好的熱處理性能，又要在高硬度的狀態下有好的切削性能，當然還有其他方面的考慮。
通常選用瑞典的8407、S136，美國的420、H13，歐洲的2316、2344、083，或日本的SKD61、DC53（原為五金模材料，特殊情況下使用）。有強腐蝕性的塑膠一般選S136，2316，、420等鋼材，弱腐蝕性的除選S136、2316、420外，還有SKD61、NAK80、PAK90、718M。產品的外觀要求對模具材料的選擇亦有很大的影響，透明件和表面要求拋鏡面的產品，可選用的材料有S136，2316，718S，NAK80，PAK90，420，透明度特高的模具應選S136，其次是420。
三級模具用預硬料多，牌號有S136H、2316H、718H、083H，硬度HB270—340。
四五級模具用P20、718、738、618、2311、2711，對於要求特低的模具，還有可能用到S50C，45#鋼，即直接在模胚上做型腔。
04
各國鋼材代號
1.美國標準AISI
Code:
P1-P19：LowCarbon Steel
P20-P39：Low Carbon, High Alloy Steel(塑膠模鋼)
2XX,3XX,4XX,6XX：Stainless Steel (不鏽鋼)
H1-H19：Chromium base (鉻基-熱作鋼)
Wx：Water Hardening Steel
Sx：Shock Resisting Steel
Ox：OilHardening Steel (油鋼)
Ax：AirHardening Steel
Dx：High Carbon, High Chromium Steel(鉻鋼)
Mx：Molybdenum base (H.S.S.-高速鋼)
2.德國標準DIN
Code:
1.2738：Low carbon, high alloy (P20 - 塑膠模鋼)
1.2311：Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑膠模鋼)
1.2312：Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易切削)
1.2083：StainlessSteel (420 - 抗酸鋼)
1.2316：Highperformance stainless Steel (420 - 高抗酸鋼)
1.2343：Chromiumbase (鉻基-H11 –熱作鋼)
1.2344：Chromiumbase (鉻基-H13 –熱作鋼)
1.2510：Lowalloy steel (O1-油鋼)
1.2379：Highcarbon, high chromium steel (D2 –鉻鋼)
3.日本標準JIS
Code:
SxxC：Plain Carbon steel(黃牌 - S55C)
SUSxx：Stainless Steel (抗酸鋼- 420)
SCrx：Chromium Steel
SCMx：Chromium Molybdenum Steel（P20）
SKx：Carbon Tool Steel
SKSx：Low Alloy Steel (油鋼 - O1)
SKD11：MediumHigh Alloy Steel(鉻鋼- D2)
SKD6：Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H11)
SKD61：Medium High Alloy Steel(中高合金鋼-H13)
SKHxx：High Speed Steel (高速鋼- M 2)
SUMx：Free Cutting Steel (易切削鋼)
SUJx：Bearing Steel
05
常見進口模具鋼材及其參數性能
瑞典一勝百 STAVAXESR-S136 —高耐磨抗腐蝕預硬鏡面鋼材
- 出廠狀態︰ HB215
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2316
- 相當百祿Bohler標準︰ M310
- 相當日立hitachi 標準︰ HPM38
- 相當大同DAIDO標準︰ PAK90
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 尺寸穩定︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★★★★
- 抗蝕性︰ ★★★★☆
- 產品描述 ：為高級不繡工具鋼。優良的耐腐蝕性、拋旋光性、耐磨性、機械加工性，電火花加工可以獲得超鏡面加工效果及高品質表面，淬火時具有優良的穩定性。模具長期使用後，模穴表面仍然維持原先的光滑狀態。模具在潮溼的環境下操作或存放時、不需要特別的保護。被推薦用於高拋光要求注塑模具和腐蝕性塑膠模具。
瑞典一勝百 8402 —優質熱作工具鋼
- 出廠狀態︰ HB 185
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2344
- 相當百祿Bohler標準︰ W302
- 相當日立hitachi 標準︰ DAC
- 相當大同DAIDO標準︰ DHA1
- 耐磨性︰ ★★☆☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 淬硬性︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 產品描述：高、低溫均有良好的耐磨性，優良的韌性和延展性，穩定且優良的及加工性和拋旋光性，優良的高溫強度和抗熱疲勞性，優良的淬透性，很小的熱處理尺寸變形。用於金屬熱鍛模具，鋁擠壓模具，塑膠模具，鋁壓鑄模具等。
瑞典一勝百 8407 —高級熱作工具鋼
- 出廠狀態︰ HB 185
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2344ESR
- 相當日立hitachi 標準︰ DAC
- 相當大同DAIDO標準︰ DHA1
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 淬硬性︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★★☆
- 產品描述 ：是鉻、鉬、釩合金工具鋼，採用特殊鍊鋼技術和嚴密質量控制得到的純度高且組織微細的鋼材，8407的等向性（各向同性）要比一般傳統煉製度H13更佳。這對於模具的抗機械疲勞及熱應力疲勞性能更具價值，如壓鑄模具、鍛造模具及擠型模具等。因此採用8407的模具硬度可比普通H13提高1－2HRC而不會犧牲韌性。硬度高可以減緩熱龜裂的發生，提高模具壽命。用於各種金屬壓鑄模具，擠壓模具，高品質要求塑膠模具。
瑞典一勝百 ASP23 —高耐磨高韌性粉末高速鋼
- 出廠狀態︰ HB 260
- 相當日立hitachi 標準︰ HAP10
- 耐磨性︰ ★★★★☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 尺寸穩定︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 產品描述 ： 是鉻鉬釩粉末鋼，高耐磨性（抗磨粒磨損），高抗壓強度，非常好的淬透性，韌性好，熱處理的尺寸穩定性好，抗回火軟化性好。ASP-23特別適合於薄的被加工材的下料及成形，或模具失效是因為混合磨粒磨損及粘著磨損，或知識磨粒磨損，而且表面產生塑性變形的危險性也高者。例如中碳鋼或高碳鋼的下料、衝切已硬化鋼板或冷軋鋼帶、含有玻璃纖維的塑膠模。
瑞典一勝百 XW-42 —高級高耐磨冷作工具鋼
- 出廠狀態︰ HB210
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2379
- 相當百祿Bohler標準︰ K110
- 相當日立hitachi 標準︰ SLD
- 相當大同DAIDO標準︰ DC11
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 尺寸穩定︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 產品描述：是一種含鉬、釩的高碳、高鉻合金工具鋼。耐磨性與韌性兼備，優良的淬火性能，常被推薦用作需要很好耐磨性和適當韌性（抗衝擊）的模具。比如：精密五金模具，半導體模具，精密零部件等。
瑞典一勝百 718HH —高拋光預硬精密塑膠模具鋼
- 出廠狀態︰ 預硬HB 330-370
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2711
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★★★☆
- 抗蝕性︰ ★★★☆☆
- 產品描述 ：為真空熔鍊之鉻-鎳-鉬合金鋼，改良的預硬塑膠模具鋼，出廠前已經過淬硬及回火處理，無淬裂和熱處理變形風險，無需熱處理，可施以氮化及火焰硬化處理，以增進模具的表面硬度及耐磨性。非常優良的拋光性能和改良的耐磨性能。用於熱塑性材料注塑模具和擠出模具，高表面光潔度之塑膠製品模具、吹塑模、成形模，結構部件，軸類。
瑞典一勝百 VIKING —高耐磨高韌性冷作工具鋼
- 出廠狀態︰ HB225
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★★☆
- 尺寸穩定︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 產品描述：良好的熱處理尺寸穩定性，良好的機加工，綜合了極佳的韌性和較好的耐磨性。應用於精沖模、切邊模、深拉模、冷鍛模等。
日本大同NAK80 —預硬鏡面精密塑膠模具鋼
- 出廠狀態︰ HRC37-43
- 相當日立hitachi 標準︰ HPM50
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★★★☆
- 抗蝕性︰ ★★★☆☆
- 產品描述 ：預硬鋼(36-43 HRC)，無須熱處理，可直接加工；表面和中心的硬度較均勻，切削加工性良好；放電加工性佳，放電加工後的研磨非常容易，因放電加工後表面硬度均勻且白層硬度較低；鏡面拋光性良好；焊接性良好；蝕紋性良好；尺寸穩定，適合於精密零件及大批量生產。由於受其化學成分的影響，此料脆性較大，用在較為複雜的模具時易在加工應力較為集中的地方開裂。熱敏感性高，所在在焊接時要預熱，保溫及焊後後熱及去應力回火處理，否則就會有焊接失敗的危險。要注意的是當處理溫度超過520℃時，會引起尺寸的變化。
日本大同DC53 —高硬度高韌性冷作工具鋼
- 出廠狀態︰ HB255
- 相當日立hitachi 標準︰ SLD8
- 相當一勝百ASSAB標準︰ ASSAB88
- 耐磨性︰ ★★☆☆☆
- 韌性︰ ★★★★☆
- 尺寸穩定︰ ★★☆☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★★☆☆
- 產品描述：大同制鋼DC53在SKD11基礎上改良，熱處理後硬度高於SKD11，高溫（520-530℃）回火後可達62-63HRC高硬度，在強度方面超過SKD11，韌性度是SKD11的兩倍。韌性在冷作模具鋼中較為突出，因此，用DC53製造的很少出現裂紋和崩裂，大大提高了使用壽命。線切割加工後的殘餘應力，經高溫回火減少了殘餘應力。因此，大型模具和要求精密之模具在線切割加工後的裂紋和變形得到抑制。切削性超過SDK11。DC53的切削性優於SDK11。因此，使用DC53可增加模具壽命和減少加工工序。
日本大同NAK55 —高預硬高性能精密模具鋼材
- 出廠狀態︰ HRC37-43
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★★★☆
- 產品描述 ：預硬化鋼，不需任何熱處理，適用於鏡面拋光加工的預硬化鋼。主要用於鏡面拋光模具，拋旋光性極佳，切削性，蝕花性佳。
日本大同S-STAR —預硬化高拋光耐腐蝕塑膠鋼
- 出廠狀態︰ HRC30-34
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ X40Cr13
- 相當日立hitachi 標準︰ HPM38
- 相當一勝百ASSAB標準︰ S136
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 尺寸穩定︰ ★★★★☆
- 加工性︰ ★★★★☆
- 拋光性︰ ★★★★★
- 抗蝕性︰ ★★★★☆
- 產品描述：預硬抗腐蝕高拋光不鏽鋼，高拋旋光性，耐腐蝕性佳，耐磨性好，尺寸穩定性好 ，適合要求高鏡面，高耐磨，抗腐蝕的模具。比如：橡膠模具，VCD影碟模具，化妝品容器，以及醫療器械工具等。
日本大同DHA1 —高性能熱作工具鋼JIS SKD61
- 出廠狀態︰ HB229
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2344
- 相當百祿Bohler標準︰ W302
- 相當日立hitachi 標準︰ DAC
- 相當一勝百ASSAB標準︰ 8402
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 紅硬性︰ ★★★☆☆
- 尺寸穩定︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★☆☆☆
- 產品描述：大同制鋼DHA1在鋁，鎂壓鑄模具上運用較為廣泛。有著較好的切削性與耐熱平衡性等。是一種通用熱作模具鋼。DHA1使用在鋁鎂壓鑄模、壓鑄模關連部件、熱衝壓模、熱擠壓模、熱剪切刀片。
日本大同DC11 —高硬度高耐磨高鉻工具鋼JIS SKD11
- 出廠狀態︰ HB255
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2379
- 相當百祿Bohler標準︰ K110
- 相當日立hitachi 標準︰ SLD
- 相當一勝百ASSAB標準︰ XW-42
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 尺寸穩定︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 產品描述：長壽命高耐磨，高韌性，耐衝擊，熱處理不易變形，組織結構細微，主要用於衝裁模、精密五金衝壓模具、冷作成形模、冷拉模、成形軋輥、衝頭。
日本日立金屬HPM1 —高級預硬模具鋼
- 品牌︰日本日立金屬
- 出廠狀態︰ HRC37-42
- 相當大同DAIDO標準︰ NAK55
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★★★☆
- 抗蝕性︰ ★★★☆☆
- 產品描述 ：高級預硬塑膠模具鋼材，硬度高達HCR37-42℃，無須再熱處理。採用特殊溶解，切削性好（HRC40時最好）大件模料亦擁有裡外均衡的硬度以及加工性，切削性佳，拋旋光性佳，無須熱處理，易切削性佳，抗腐蝕性能好，拋旋光性極佳 。主要應用在精密橡膠模具，高強度模具板等。
日本日立金屬SLD —高耐磨高鉻冷作工具鋼JIS SKD11
- 品牌︰日本 日立金屬
- 出廠狀態︰ HB210
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2379
- 相當百祿Bohler標準︰ K110
- 相當大同DAIDO標準︰ DC11
- 相當一勝百ASSAB標準︰ XW-42
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 尺寸穩定︰ ★★★★☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 產品描述 ：用途廣泛的通用型冷加工用工具鋼。具有極高的耐磨性,高抗壓強度，相對較好的韌性，淬火性能好,熱處理變形小。近年來隨著各向同性鍊鋼工藝(Isotropy)的應用,SLD的性能又有了進一步的提高,使用效果明顯優於其它SKD11類模具材料。用於衝壓、落料、剪切、拉伸、彎曲、壓印、冷擠、冷鍛、粉末壓制等模具。
日本日立金屬HPM50 —高拋光預硬精密模具鋼材
- 品牌︰ 日本日立金屬
- 出廠狀態︰ HRC38-43
- 相當大同DAIDO標準︰ NAK80
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★★☆
- 加工性︰ ★★★☆☆
- 拋光性︰ ★★★★☆
- 抗蝕性︰ ★★☆☆☆
- 產品描述 ：有很好的拋旋光性能，放電性能極佳，經過處理後的表面非常良好，可以取
- 代蝕花加工。在進行放電(電火花)加工後，表面硬度不會增高，可簡化後續加工程序，組織均勻，最適合精密蝕花加工，韌性優良，機械特性卓越。主要應用在鏡面拋光模具。
日本日立金屬HPM7 —高級精密塑膠模具鋼材
- 出廠狀態︰ HRC29-33
- 相當佈德魯斯Buderus標準︰ 2738HH
- 相當百祿Bohler標準︰ M238
- 相當大同DAIDO標準︰ PX88
- 相當一勝百ASSAB標準︰ 718
- 耐磨性︰ ★★★☆☆
- 韌性︰ ★★★☆☆
- 加工性︰ ★★★★☆
- 拋光性︰ ★★★★☆
- 抗蝕性︰ ★★★☆☆
- 產品描述 ：是P20+NI改良，經過新技術特別提煉後，提高材料本質伸展性，韌性，溶接性，大斷面材料的硬度比較均衡，被切削性比一般的快削鋼和CSM系鋼材都要好，焊接性極好，擁有良好的鏡面加工性，放電後很少產生條紋組織，硬化面的硬度低，擁有良好的韌性以及氮化特性。
日本日立金屬SLD8 —高硬度高韌性冷作工具鋼
- 品牌︰ 日本日立金屬
- 出廠狀態︰ HB235
- 相當大同DAIDO標準︰ DC53
- 耐磨性︰ ★★☆☆☆
- 韌性︰ ★★★★☆
- 尺寸穩定︰ ★★☆☆☆
- 加工性︰ ★★★★☆
- 產品描述 ：SLD(日標SKD11)的改良版。因釩元素添加量的變更，加工性顯著上升。韌性比SLD好50%以上。而抗回火軟化方面，以530℃回火尚可得HRC62-63的硬度。利用此特性，對於時效變形及線切割時之破裂及變形都得以抑制。主要用在精密五金模具成型或者精密零件等要求韌性與耐磨性兼高的模具。
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