M41模具鋼
特性
美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)鉬系高速工具鋼。主要特性是碳化物顆粒細(xì)、分布均勻，韌性好，但脫碳敏感性和過(guò)熱敏感性大，熱加工和熱處理范圍窄。
供貨狀態(tài)及硬度
退火態(tài)，硬度269HBS,冷拉態(tài)，硬度285HBS，冷拉后退火態(tài)，硬度277HBS。
典型化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
C 1.10、
Si 0.20~0.40、
Mn 0.20~0.40、
Cr 4.25、
Mo 3.75、
V 2.00、
W6.75、
Co 5.00
熱加工規(guī)范
開始溫度1040~1150℃，終止溫度930℃
退火規(guī)范
退火溫度870~900℃，退火后溫度235~369HBS.
淬火、回火規(guī)范
預(yù)熱溫度732~843℃，淬火溫度鹽浴爐1204℃，可控氣氛爐1216℃。淬火介質(zhì)為油、空冷或鹽浴?；鼗饻囟?40~600℃,回火后硬度65~60HRC
典型應(yīng)用舉例
1) 冷鍛模、拉伸模、切削刀具等。
2) 用于制作冷擠壓凹模和上下沖頭等。
3) 用于制作切削最難切削材料的刀具和刃具, 如制作切削高溫合金、鈦合金和超高強(qiáng)度鋼等難切削材料的車刀、刨刀、銑刀等。 

模具鋼分類

美國(guó)按模具服役條件將模具鋼分為三大類，美國(guó)金屬學(xué)會(huì)工具鋼委員會(huì)列出了：冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。其中，冷作模具鋼又分出12小類，熱作模具鋼9小類，塑

料模具鋼2小類。每個(gè)小類的選材又取決于三個(gè)主要因素：

　　◆ 尺寸大小和形狀的復(fù)雜性，

　　◆ 被加工的材料，

　　◆ 耐久性要求或設(shè)計(jì)壽命。

1.冷作模具鋼 　?。?）分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。

　　◆ W組即水淬工具鋼，有11個(gè)鋼種，7個(gè)碳素工具鋼，含碳量從0.7%-1.3%。

　　◆ O組即油淬冷作模具鋼（俗稱油鋼），有4個(gè)鋼種，含碳量在0.85%-1.55%，

　　◆ A組即空淬中合金冷作模具鋼，有9個(gè)鋼種，含碳量從0.5%-2.25%。

　　◆ D組即高碳高鉻冷作模具鋼，有7個(gè)鋼種，含碳量0.9%-2.5%。

　　◆ S組即耐沖擊工具鋼，有7個(gè)鋼種，含碳量0.4%-0.6%。

　　用于冷作模具還有高速鋼（HSS組）和超高速鋼（SHSS組），鈷基硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金（HA組），粉末鋼和工程陶瓷（PIM組），碳鎢工具鋼（F組），特殊用途工具鋼（L組）。

　?。?）冷作模具鋼的選用

　　冷作模具鋼的主系列是高硬冷作類，主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具，硬度高于HRC60-62。對(duì)于要求耐沖擊、韌性高的模具，硬度低于HRC60- 62，主要用S類和部份A類和最普通的調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對(duì)于大型沖壓模，如汽車外型沖壓件，主要用鑄鐵類。簡(jiǎn)易或壽命數(shù)量少的用鋅基合金或高分子復(fù)合材料。

　　高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。主要是有高的"抗壓強(qiáng)度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之間選擇。

　　粉末模具鋼有優(yōu)良的耐磨壽命，硬度不大高HRC60-62，應(yīng)用相當(dāng)多。

　　碳素工具鋼在壽命10萬(wàn)件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應(yīng)用范圍。

2.熱作模具鋼

　　美國(guó)熱作模具鋼分二大類：熱作模具鋼，和超級(jí)熱強(qiáng)合金。

　　熱作模具由于在有溫度的條件下工作，要求材料具有熱強(qiáng)性和熱耐磨性，為了保證模具的使用壽命模具要冷卻，熱冷交替模具會(huì)出現(xiàn)龜裂，即熱疲勞裂紋，所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能。

　　按熱強(qiáng)性排列的主系列進(jìn)行選材:

　　低合金調(diào)質(zhì)模具鋼（6G，6F2，6F3）→中鉻熱作模具鋼（H11、H12、H13）→鎢熱作模具鋼（H21，H22）。

　　非標(biāo)準(zhǔn)的熱作模具鋼：例如熱鐓鍛模具用時(shí)效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現(xiàn)了不能滿足熱耐磨性時(shí)，可以選擇6H1，6H2。

　　當(dāng)要求模具以熱作耐磨性為主時(shí)，可以選擇D2，D4→M2，M4→粉末鋼。鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鈷基硬質(zhì)合金的高溫耐磨性是很高的，但其熱疲勞性（即冷熱抗疲勞裂紋）很差，不能在急

冷急熱狀態(tài)下使用。

3.塑料模具鋼 　　美國(guó)是最早在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國(guó)家，以P來(lái)表示為主，共分為五類。

　　◆ 滲碳型塑料模具鋼：P1，P2，P3，P4，P5，P6。這類鋼含碳量很低，主要是美國(guó)早期及用擠壓成型制模法，要求冷塑性好，有高的擠壓性能，成型后表面滲碳淬火提高表面硬度，使用壽命長(zhǎng)。芯部超低碳可使淬火時(shí)變形量最小。

　　◆調(diào)質(zhì)型塑料模具：P20，P21。目前塑料模具中P20的用量很大，已成為主體，大多數(shù)在預(yù)硬狀態(tài)時(shí)使用。

　　◆ 中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模。鋼號(hào)有H13，而L2和S7，O1和A2也有應(yīng)用。這一類的特點(diǎn)是：

　　（1）基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時(shí)的熱強(qiáng)性好。

　?。?）含鉻較高，大氣腐蝕性好。

　?。?）淬透性極好，適用于大模塊。

　　◆不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模，主要鋼號(hào)有420，414L，440，416。

　　◆時(shí)效鋼是經(jīng)過(guò)時(shí)效處理而獲得高的使用性能。有兩種，一種是P21低碳Ni-A1時(shí)效鋼；另一類是18Ni馬氏體時(shí)效鋼。后者是用于宇航工業(yè)的無(wú)碳高純度、高強(qiáng)度、高韌性的材料。用于力學(xué)性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模具中。

　　塑料模具鋼的選用

　　薄壁的塑料箱體，生產(chǎn)批量在小于10萬(wàn)件時(shí)，用P20，P21預(yù)硬態(tài)（HB250～300），腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用414L。

　　高壽命的普通塑料模，用P6或P20，經(jīng)滲碳一淬火后硬度在HRC54-58；塑料件不太大時(shí)，可用O1，S7。腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用420。

　　非高溫的熱固性模用P6，P20經(jīng)滲碳淬火后使用。腐蝕性強(qiáng)用420。

　　高溫?zé)峁绦运芰夏Ｓ肏13和S7或滲碳鋼P(yáng)4。這些含鉻較高有好的抗回火