模具钢是专门用于制造模具的特种钢材,其核心特性在于出色的硬度(HRC50-60)、耐磨性和热稳定性。这类钢材需要承受反复加热冷却的极端工况,特别是在塑料注射成型或金属压铸过程中,温度变化范围可达200-700℃。常见的合金元素包括铬(Cr12)、钼(5CrNiMo)和钨(W6Mo5Cr4V2),它们能显著提升钢材的淬透性和抗回火软化能力。
根据使用场景差异,模具钢主要分为冷作模具钢与热作模具钢两大体系。冷作模具钢如D2(1.2379)更注重高硬度和尺寸稳定性,适合冲压精密零件;而热作模具钢如H13(4Cr5MoSiV1)则强化了高温强度,能在铝镁合金压铸时保持模具形状。值得注意的是,部分高端模具钢还会采用电渣重熔(ESR)工艺,使杂质含量控制在0.008%以下,这对延长模具寿命至关重要。
在实际选材时,需要综合考虑成型材料特性与生产批量。例如加工玻璃纤维增强塑料时,往往选用粉末冶金高速钢如ASP-23,其碳化物分布均匀度比传统冶炼钢材提升40%;而对于百万次以上的冲压作业,硬质合金镶块与SKD11基体的组合方案能平衡成本与耐久性。现代模具钢正向着多功能复合方向发展,有些新型材料已整合了自润滑涂层或快速冷却通道等创新设计。