模具钢是模具制造的物质基础，其性能直接决定模具的使用寿命、精度保持性和生产效率。合理选择模具钢并配合适当的热处理工艺，是模具设计工程师的必修课。本文系统梳理常用模具钢的特性和选材原则。
一、模具钢的分类与特性
模具钢按用途分为三大类：冷作模具钢——用于冲裁、拉深、冷挤压等常温成形，代表钢号Cr12MoV、SKD11、DC53，要求高硬度和耐磨性（HRC58~62）；热作模具钢——用于压铸、热锻、热挤压等高温工况，代表钢号H13、SKD61、8407，要求热强性、抗热疲劳和韧性；塑料模具钢——用于注塑、吹塑、挤塑等，代表钢号P20、718H、NAK80、S136，要求抛光性、耐腐蚀性和加工性。
二、冷作模具钢选材要点
Cr12MoV（国产）和SKD11（日本）是最经典的冷作模具钢，碳化物偏析是其主要缺陷，需通过电渣重熔（ESR）改善。DC53是SKD11的改进型，韧性提高一倍且线切割性能更优，适合精密冲裁模。对于要求高韧性的重载冷作模具，推荐选用Cr8型钢（如LD钢）或粉末高速钢（如ASP23），后者碳化物颗粒细小均匀，耐磨性极佳但成本较高。
三、热作模具钢选材要点
H13（4Cr5MoSiV1）是全球应用最广的热作模具钢，经1030℃淬火+580~600℃回火后硬度HRC46~50，适合铝/镁合金压铸模和热挤压模。高寿命要求的铝压铸模可选用8407（优质H13）或DIEVAR，后者的抗热疲劳寿命比标准H13高50%以上。铜合金压铸因温度更高（900~950℃），需选用钨钼系热作钢如3Cr2W8V或QRO90。
四、塑料模具钢选材要点
预硬钢P20（3Cr2Mo）硬度HRC28~32可直接加工后使用，是最经济的塑料模具钢。718H是P20的升级版，硬度HRC33~38，抛光性和加工性更优，适合家电外壳等中型模具。镜面模具推荐NAK80（HRC37~43）或S136（HRC48~52），前者为时效硬化钢易于加工，后者为不锈钢适合PVC等腐蚀性塑料。透明件（透镜、导光板）要求极高抛光性，需选用S136 ESR或S136H电渣重熔级。
五、热处理工艺要点
热处理是赋予模具钢最终性能的关键工序：淬火加热需严格控制温度偏差在±5℃以内，对于Cr12MoV等高碳高铬钢需采用多段预热（500℃+850℃）；回火应至少两次，每次保温2小时以上，高合金钢建议三次回火以充分消除残余奥氏体；深冷处理（-80~-196℃）可进一步将残余奥氏体转化为马氏体，提高硬度和尺寸稳定性；表面处理如渗氮、PVD涂层（TiN/TiAlN/CrN）可大幅提升表面耐磨性和脱模性。
选材是一项系统工程，需综合考虑产品要求、批量大小、加工工艺和成本预算。建议企业建立内部模具钢选材数据库，积累不同工况下的使用寿命数据，形成标准化的选材规范。
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