模具鋼是專門用于制造模具的特種鋼材,其核心特性在于出色的硬度(HRC50-60)、耐磨性和熱穩(wěn)定性。這類鋼材需要承受反復(fù)加熱冷卻的極端工況,特別是在塑料注射成型或金屬壓鑄過程中,溫度變化范圍可達(dá)200-700℃。常見的合金元素包括鉻(Cr12)、鉬(5CrNiMo)和鎢(W6Mo5Cr4V2),它們能顯著提升鋼材的淬透性和抗回火軟化能力。
根據(jù)使用場景差異,模具鋼主要分為冷作模具鋼與熱作模具鋼兩大體系。冷作模具鋼如D2(1.2379)更注重高硬度和尺寸穩(wěn)定性,適合沖壓精密零件;而熱作模具鋼如H13(4Cr5MoSiV1)則強(qiáng)化了高溫強(qiáng)度,能在鋁鎂合金壓鑄時保持模具形狀。值得注意的是,部分高端模具鋼還會采用電渣重熔(ESR)工藝,使雜質(zhì)含量控制在0.008%以下,這對延長模具壽命至關(guān)重要。
在實際選材時,需要綜合考慮成型材料特性與生產(chǎn)批量。例如加工玻璃纖維增強(qiáng)塑料時,往往選用粉末冶金高速鋼如ASP-23,其碳化物分布均勻度比傳統(tǒng)冶煉鋼材提升40%;而對于百萬次以上的沖壓作業(yè),硬質(zhì)合金鑲塊與SKD11基體的組合方案能平衡成本與耐久性?,F(xiàn)代模具鋼正向著多功能復(fù)合方向發(fā)展,有些新型材料已整合了自潤滑涂層或快速冷卻通道等創(chuàng)新設(shè)計。