模具鋼材選型指南：核心型號(hào)、特性及采購(gòu)決策手冊(cè)

一、為什么模具鋼材選型對(duì)采購(gòu)至關(guān)重要？

模具鋼材是制造業(yè)的“牙齒”，直接決定模具壽命（如普通模具壽命1-5萬(wàn)次，優(yōu)質(zhì)模具可達(dá)100萬(wàn)次以上）、產(chǎn)品精度（±0.01mm級(jí)差異）及綜合成本（占模具總成本30%-50%）。作為采購(gòu)或企業(yè)負(fù)責(zé)人，掌握模具鋼材的型號(hào)特性、性能邏輯及選型方法，能有效避免“高價(jià)買(mǎi)錯(cuò)料”“因材料問(wèn)題返工”等風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)降本增效。

21-1

二、模具鋼材性能的“底層密碼”：關(guān)鍵元素如何影響特性？

模具鋼材的性能（耐磨性、韌性、耐腐蝕性等）由其化學(xué)成分決定，核心元素及協(xié)同作用如下：

核心元素	作用	對(duì)模具鋼的關(guān)鍵影響	典型應(yīng)用場(chǎng)景
碳（C）	決定硬度基礎(chǔ)（含碳量越高硬度越高，但韌性下降）	冷作模具鋼含碳1.0%-2.3%（如Cr12含碳2.3%，硬度可達(dá)60-65HRC）	高耐磨場(chǎng)景（冷沖壓、剪切）
鉻（Cr）	提升耐磨性、淬透性，輔助抗腐蝕	含鉻12%-18%的鋼（如Cr12、S136）耐磨性?xún)?yōu)異，S136因高鉻+鎳（8%）兼具耐腐蝕性	冷作模具、耐腐蝕塑膠模具
鉬（Mo）+釩（V）	細(xì)化晶粒、抑制碳化物偏析，增強(qiáng)韌性和熱穩(wěn)定性	DC53（含Mo 1.0%、V 0.8%）韌性是SKD11的2倍，H13（含Mo 1.5%）可耐600℃高溫	高精度冷作模具、熱作模具
鎳（Ni）	提升韌性和抗腐蝕性	塑膠模具鋼718含鎳1.0%，改善拋光性能；不銹鋼0Cr18Ni9（304）含鎳9%，耐酸堿腐蝕	鏡面塑膠模具、食品級(jí)模具

三、模具鋼材分類(lèi)：按用途選對(duì)“賽道”

模具鋼材按加工場(chǎng)景分為三大類(lèi)，采購(gòu)時(shí)需先明確模具類(lèi)型（冷作/塑膠/熱作），再匹配性能需求：

（一）冷作模具鋼（適用于冷沖壓、剪切、冷擠壓，要求高耐磨、高硬度）

核心特點(diǎn)：含碳量1.0%-2.3%（高碳鋼/高合金鋼），硬度50-65HRC，常溫下使用，需抵抗“擠壓+摩擦”雙重載荷。

型號(hào)	多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照	核心特性	典型應(yīng)用	加工建議（HRC硬度）
Cr12（國(guó)產(chǎn)）	美標(biāo)D3、日標(biāo)SKD1	高碳高鉻（C 2.3%、Cr 12%），耐磨性頂尖，但沖擊韌性低（易脆裂）	冷沖模、下料模、低沖擊冷擠壓模	硬度58-62HRC：硬質(zhì)合金刀具，切削速度40-60米/分鐘
SKD11（日標(biāo)）	國(guó)產(chǎn)Cr12MoV、美標(biāo)D2	含Mo 0.8%細(xì)化晶粒，韌性和耐磨性?xún)?yōu)于Cr12，模具壽命提升30%以上	拉伸模、沖頭、中沖擊冷作模具	硬度56-60HRC：陶瓷刀具，切削速度30-50米/分鐘
DC53（日標(biāo)大同）	無(wú)直接對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)	高溫回火后硬度62-63HRC，韌性是SKD11的2倍，線(xiàn)切割后無(wú)裂紋（殘余應(yīng)力?。?/span>	精密冷沖壓模、深拉模、高要求冷作模具	硬度60-63HRC：立方氮化硼（CBN）刀具，低速10-20米/分鐘

（二）塑膠模具鋼（適用于注塑成型，要求鏡面性、耐腐蝕性、預(yù)硬態(tài)）

核心特點(diǎn)：含碳量0.3%-0.8%（中碳鋼/中合金鋼），硬度30-45HRC（預(yù)硬態(tài)）或50-55HRC（淬火后），需抵抗塑料熔體腐蝕和反復(fù)加熱冷卻。

型號(hào)	多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照	核心特性	典型應(yīng)用	加工建議（預(yù)硬態(tài)硬度）
P20（美標(biāo)）	國(guó)產(chǎn)3Cr2Mo、日標(biāo)NAK55	預(yù)硬態(tài)HB270-300（無(wú)需淬火），可電蝕加工，性?xún)r(jià)比高	普通塑膠模具（如家電外殼模）	硬度30-35HRC：高速鋼刀具，切削速度80-100米/分鐘
718（瑞典一勝百）	國(guó)產(chǎn)3Cr2NiMo、日標(biāo)PX5	預(yù)硬態(tài)HB290-330，鏡面拋光性?xún)?yōu)于P20，可做高光澤塑膠件（如手機(jī)外殼）	中高端塑膠模具、大型模具	硬度32-36HRC：硬質(zhì)合金刀具，切削速度60-80米/分鐘
S136（瑞典一勝百）	國(guó)產(chǎn)4Cr13、日標(biāo)SUS420J2	含Cr 13%+Ni 1%，耐腐蝕性?xún)?yōu)異（可抗弱酸），鏡面可達(dá)Ra0.01μm（鏡面級(jí)別）	透明塑膠模（如鏡片）、食品級(jí)模具（如飲料瓶模）	硬度30-34HRC：高速鋼刀具，切削速度50-70米/分鐘

（三）熱作模具鋼（適用于壓鑄、鍛造，要求耐高溫、抗熱疲勞）

核心特點(diǎn)：含碳量0.3%-0.6%（中碳鋼/中合金鋼），硬度35-50HRC，需在300-800℃高溫下保持強(qiáng)度（抗軟化）和韌性（抗冷熱交替開(kāi)裂）。

型號(hào)	多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照	核心特性	典型應(yīng)用	加工建議（硬度）
H13（美標(biāo)）	國(guó)產(chǎn)4Cr5MoSiV1	含Mo 1.5%、V 1.0%，耐高溫600℃，抗熱疲勞（反復(fù)加熱冷卻不開(kāi)裂）	鋁/鋅合金壓鑄模、熱沖壓模	硬度42-46HRC：硬質(zhì)合金刀具，切削速度50-70米/分鐘
SKD61（日標(biāo)日立）	國(guó)產(chǎn)H13改進(jìn)型	電渣重熔工藝，純度更高，熱疲勞壽命比H13長(zhǎng)20%-50%	高要求壓鑄模（如汽車(chē)零部件壓鑄）	硬度44-48HRC：陶瓷刀具，切削速度40-60米/分鐘
8407（瑞典一勝百）	無(wú)直接對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)	含Cr 5%、Mo 2%，高溫硬度34-38HRC，適用于300℃以上持續(xù)工作的熱作模具	熱擠壓模、大型壓鑄模（如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體模）	硬度34-38HRC：高速鋼刀具，切削速度60-80米/分鐘

四、采購(gòu)決策工具：3步快速選對(duì)模具鋼

第一步：明確模具需求（對(duì)照下表自查）

需求維度	冷作模具	塑膠模具	熱作模具
工作溫度	常溫（＜50℃）	常溫-200℃（塑膠熔體溫度）	300-800℃（金屬熔體/鍛造）
核心性能	耐磨性＞韌性＞精度	鏡面性＞耐腐蝕性＞預(yù)硬態(tài)	熱穩(wěn)定性＞抗疲勞＞韌性
典型失效模式	刃口磨損、崩裂	表面劃傷、腐蝕凹陷	熱裂紋、變形

第二步：對(duì)比型號(hào)性?xún)r(jià)比（以“高要求場(chǎng)景”為例）

場(chǎng)景	推薦型號(hào)	單價(jià)參考（元/公斤）	模具壽命（萬(wàn)次）	優(yōu)勢(shì)
精密冷沖壓（電子零件）	DC53	80-100	50-100	韌性好，線(xiàn)切割無(wú)裂紋
鏡面塑膠模（化妝品盒）	S136	120-150	30-80	耐蝕+鏡面Ra0.01μm
汽車(chē)壓鑄模（變速箱殼）	8407	100-130	10-30	抗熱疲勞，高溫下不變形

第三步：核查供應(yīng)商資質(zhì)（避免采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)）

· 標(biāo)準(zhǔn)一致性：要求供應(yīng)商提供材質(zhì)證明（如日標(biāo)DC53需大同鋼廠認(rèn)證，美標(biāo)P20需符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)），避免“國(guó)產(chǎn)替代料冒充進(jìn)口料”。

· 加工適配性：若工廠無(wú)高端刀具（如CBN刀具），優(yōu)先選預(yù)硬態(tài)塑膠模具鋼（如718），減少加工成本。

· 成本平衡：中小批量模具（＜10萬(wàn)次）可選國(guó)產(chǎn)替代料（如Cr12替代SKD11），成本降低40%；大批量或高精度模具必須選進(jìn)口料（如DC53、S136）。

五、注意事項(xiàng)：采購(gòu)老板必知的3個(gè)“坑”

1. “硬度越高越好”誤區(qū)：冷作模具鋼硬度超過(guò)63HRC易崩裂，塑膠模具鋼預(yù)硬態(tài)硬度超過(guò)38HRC會(huì)導(dǎo)致加工困難（刀具磨損快）。

2. 忽視“殘余應(yīng)力”：高硬度模具鋼（如DC53）需供應(yīng)商提供“高溫回火”處理證明，否則線(xiàn)切割后易變形開(kāi)裂。

3. 多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)混用風(fēng)險(xiǎn)：日標(biāo)SKD11與美標(biāo)D2成分相近但韌性不同，采購(gòu)時(shí)需明確“按哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收”（建議優(yōu)先選進(jìn)口原廠料）。

結(jié)語(yǔ)

模具鋼材選型的核心是“性能匹配需求”——既不盲目追求高端型號(hào)（增加成本），也不因低價(jià)選差料（導(dǎo)致模具提前失效）。掌握本文的元素特性、分類(lèi)邏輯和決策工具，采購(gòu)和老板可快速定位“性?xún)r(jià)比最優(yōu)解”，讓每一分采購(gòu)預(yù)算都轉(zhuǎn)化為模具壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

【相關(guān)推薦】