3　冷镦模的选材

     冷镦模冲头和凹模的受力与冷挤压模类似，只是加荷速度大，冲击力的大小与坯料状况和冷镦机的工作特性有关。载荷轻或小批量生产用冷镦模，以往常用T10A、9SiCr、GCr15和60Si2Mn等钢。T10A钢用于小型简单模具，9SiCr、GCr15钢用于较精密复杂的模具，60Si2Mn钢用于冲击速度大、频率高的模具。它们或韧性不足，或耐磨性不高，寿命均不长。载荷重或大量生产用冷镦模，以往多选用Cr12MoV钢和高速钢。它们韧性差，在较大冲击下易产生崩刃、剥落、折断和开裂，寿命很不稳定。尽管可进行强韧化热处理，但效果并不十分显著。因而，冷镦模选材的趋向，是采用新型高强韧模具钢，如4Cr5Mo1V、65Nb、LD、CG2、GM和ER5等钢，甚至可采用18Ni型马氏体时效钢。目前以65Nb、LD钢应用较多并已取得显著效果。如用于标准件行业冷镦模，寿命均提高几倍以上。GM钢兼有高耐磨和高强韧的优良性能，用于冷镦模预计能进一步提高使用寿命。
  近期研制的DT硬质合金具有高强度高耐磨性，又有较高韧性，能承受较大冲击载荷。它还具有良好的可锻性、切削加工性，热处理变形极小。用它制造冷镦模块，比用9SiCr、Cr12MoV等钢提高寿命20～30倍。
     冷镦模在整体强韧化的基础上再进行表面强化处理，对进一步提高寿命十分有效。常用的表面处理工艺有氮碳共渗、气相沉积TiN和硼硫复合渗等。

4　塑料成型模的选材

     塑料模一般结构复杂，要求尺寸精确、接缝密合和表面光滑。模腔表面的轻度损伤或腐蚀就需要重新研磨抛光。工作压力大时也会产生塑性变形和疲劳断裂。塑料模的热负荷不高，但当低温回火不足时，工作中模具表面会继续发生回火转变，引起相变内应力和相变诱发塑性，从而在压力和摩擦力作用下产生表面起皱或热疲劳裂纹。因而要求模具材料有较高的强韧性和耐磨性，切削加工和抛光性能好，热处理变形小，尽量不用低温回火或避免回火不足。
     塑料成型模的加工费用高，约占总成本的75％，材料费仅占10％左右。因而，塑料模更趋向于优先选用容易切削和抛光且在制造过程中能减少或消除热处理变形的材料。
     塑料模过去没有专用钢种，通常借用各类传统钢种来尽量满足其使用性能和成型工艺性能的要求。常用的材料有纯铁、20、20Cr、12CrNi3A，45、40Cr、5CrNiMo，T7A、T10A，GCr15、Cr2、9Mn2V、CrWMn，Cr12MoV钢和Cr13型不锈钢等。一般先冷压成型或切削加工成型，再进行热处理和精加工。尽管各种钢各有特点，但都难以同时满足使用性能、加工性能、尺寸精度和表面质量等多方面要求，这促使新型塑料模具专用钢的产生和发展。
      新型塑料模具钢主要分为两大类。一类属于易切削钢，它通过改善预硬调质后的切削加工性能来实现先热处理后加工，以保证模具精度要求；另一类属于时效硬化钢，它通过固溶处理→切削加工→时效硬化来解决模具硬度、精度与加工性能之间的矛盾。两类钢均可通过表面强化处理来达到整体强韧表面耐磨的要求。

4.1　一般预硬型塑料模具钢

      这类钢主要包括3Cr2Mo（美国AISI　P20）、3Cr2NiMo（代号P4410）、4Cr2MnNiMo（代号718）等钢。它们含碳量不高，淬火温度约830～860℃，不同温度回火后硬度至28～36HRC时，仍有良好的切削加工性能。P4410和718钢的淬透性、强韧性相对较高，可分别用于截面厚度≥250mm和≥400mm的模具。均可采用渗氮或火焰淬火以提高表面硬度。

4.2　易切预硬型塑料模具钢

      这类钢包括①5NiSCa，②Y55CrNiMnMoV（SM1），③Y20CrNi3AlMnMo（SM2），④8Cr2MnWMoVS。它们均含S或Ca，调质硬度为36～45HRC时，切削性能与调质45钢相近。其热处理工艺为：钢①880～930℃油冷，550～680℃回火，硬度为30～45HRC；钢②830～850℃油冷，620～660℃回火，硬度为36～42HRC；钢③880～900℃油冷，500～520℃回火，硬度为40HRC；钢④860～900℃油冷或空冷，550～620℃回火，硬度为42～48HRC。钢①可镀Cr、Ni，其他3种钢除镀覆外还可渗氮。钢①的镜面抛光性能良好，适于制造透明塑料模具；钢④的硬度、耐磨性高，适于制造硬质塑料模具；4种钢除了用作各种塑料模外，还可用于胶木线路板冲孔模及精密冲裁模导向板。
          
4.3　时效硬化型塑料模具钢

  （1）　低镍马氏体时效钢06Ni6CrMoVTiAl。此钢比18Ni型钢便宜很多，工艺简便。于800～850℃油冷，硬度为20～23HRC，加工成型后经（510～530）℃×（6～8）h时效处理，硬度为43～48HRC，变形率很小，为0.02％～0.05％。用它制造塑料模比用40Cr、T10A等钢提高模具寿命2倍以上。可进行渗氮强化模具表面。
  （2）　新型时效硬化钢25CrNi3MoAl。此钢为Ni-Mo-Al系时效硬化钢。其工艺过程为880℃水淬或空冷，硬度为48～50HRC；680℃×（4～6）h回火，硬度为22～23HRC；加工成型后经（520～540）℃×（6～8）h时效，硬度为39～42HRC，变形率为－0.04％，若半精加工后去应力回火，变形率减小至－（0.01～0.02）％；时效的同时可进行渗氮；最后经研磨、抛光或光刻花纹后装配使用。
  （3）　镜面塑料模具钢1Ni3CuMnMoAl（代号PMS，日本JIS　NAK80）。此钢为Ni-Cu-Al系时效硬化钢。800～850℃空淬，硬度为30HRC，易于切削成型，再于（510～530）℃×（3～5）h时效，硬度为41～43HRC，可同时进行渗氮，变形率为－（0.01～0.04）％。此钢中若加入（0.04～0.15）％S，热处理硬度为38～45HRC时，其切削性能与正火中碳钢相近，故也可作为预硬钢。它还具有可逆时效性能，650℃回火后硬度为25HRC，适于冷挤压成型高精度模具，再经时效处理仍可提高硬度至40HRC。
    PMS钢适于制造要求镜面或光刻蚀花纹的各种热塑性塑料成型模，渗氮后可用于含玻璃纤维等硬填料的工程塑料件精密成形模。
  （4）　耐蚀塑料模具钢0Cr16Ni4Cu3Nb（代号PCR）。此钢系时效硬化不锈钢。1050℃空冷固溶，硬度为32～35HRC；切削成型后经（460～480）℃×4h时效，硬度为42～44HRC，变形率－（0.04～0.05）％，有良好的抛光性能。适于制造含氯、氟的塑件成型模。时效抛光后再于300～400℃进行PVD离子镀，可用于要求高耐磨的耐蚀塑料模。