模具钢材选型指南

模具钢材选型指南：核心型号、特性及采购决策手册

一、为什么模具钢材选型对采购至关重要？

模具钢材是制造业的“牙齿”，直接决定模具寿命（如普通模具寿命1-5万次，优质模具可达100万次以上）、产品精度（±0.01mm级差异）及综合成本（占模具总成本30%-50%）。作为采购或企业负责人，掌握模具钢材的型号特性、性能逻辑及选型方法，能有效避免“高价买错料”“因材料问题返工”等风险，实现降本增效。

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二、模具钢材性能的“底层密码”：关键元素如何影响特性？

模具钢材的性能（耐磨性、韧性、耐腐蚀性等）由其化学成分决定，核心元素及协同作用如下：

核心元素	作用	对模具钢的关键影响	典型应用场景
碳（C）	决定硬度基础（含碳量越高硬度越高，但韧性下降）	冷作模具钢含碳1.0%-2.3%（如Cr12含碳2.3%，硬度可达60-65HRC）	高耐磨场景（冷冲压、剪切）
铬（Cr）	提升耐磨性、淬透性，辅助抗腐蚀	含铬12%-18%的钢（如Cr12、S136）耐磨性优异，S136因高铬+镍（8%）兼具耐腐蚀性	冷作模具、耐腐蚀塑胶模具
钼（Mo）+钒（V）	细化晶粒、抑制碳化物偏析，增强韧性和热稳定性	DC53（含Mo 1.0%、V 0.8%）韧性是SKD11的2倍，H13（含Mo 1.5%）可耐600℃高温	高精度冷作模具、热作模具
镍（Ni）	提升韧性和抗腐蚀性	塑胶模具钢718含镍1.0%，改善抛光性能；不锈钢0Cr18Ni9（304）含镍9%，耐酸碱腐蚀	镜面塑胶模具、食品级模具

三、模具钢材分类：按用途选对“赛道”

模具钢材按加工场景分为三大类，采购时需先明确模具类型（冷作/塑胶/热作），再匹配性能需求：

（一）冷作模具钢（适用于冷冲压、剪切、冷挤压，要求高耐磨、高硬度）

核心特点：含碳量1.0%-2.3%（高碳钢/高合金钢），硬度50-65HRC，常温下使用，需抵抗“挤压+摩擦”双重载荷。

型号	多国标准对照	核心特性	典型应用	加工建议（HRC硬度）
Cr12（国产）	美标D3、日标SKD1	高碳高铬（C 2.3%、Cr 12%），耐磨性顶尖，但冲击韧性低（易脆裂）	冷冲模、下料模、低冲击冷挤压模	硬度58-62HRC：硬质合金刀具，切削速度40-60米/分钟
SKD11（日标）	国产Cr12MoV、美标D2	含Mo 0.8%细化晶粒，韧性和耐磨性优于Cr12，模具寿命提升30%以上	拉伸模、冲头、中冲击冷作模具	硬度56-60HRC：陶瓷刀具，切削速度30-50米/分钟
DC53（日标大同）	无直接对应国标	高温回火后硬度62-63HRC，韧性是SKD11的2倍，线切割后无裂纹（残余应力小）	精密冷冲压模、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/分钟

（二）塑胶模具钢（适用于注塑成型，要求镜面性、耐腐蚀性、预硬态）

核心特点：含碳量0.3%-0.8%（中碳钢/中合金钢），硬度30-45HRC（预硬态）或50-55HRC（淬火后），需抵抗塑料熔体腐蚀和反复加热冷却。

型号	多国标准对照	核心特性	典型应用	加工建议（预硬态硬度）
P20（美标）	国产3Cr2Mo、日标NAK55	预硬态HB270-300（无需淬火），可电蚀加工，性价比高	普通塑胶模具（如家电外壳模）	硬度30-35HRC：高速钢刀具，切削速度80-100米/分钟
718（瑞典一胜百）	国产3Cr2NiMo、日标PX5	预硬态HB290-330，镜面抛光性优于P20，可做高光泽塑胶件（如手机外壳）	中高端塑胶模具、大型模具	硬度32-36HRC：硬质合金刀具，切削速度60-80米/分钟
S136（瑞典一胜百）	国产4Cr13、日标SUS420J2	含Cr 13%+Ni 1%，耐腐蚀性优异（可抗弱酸），镜面可达Ra0.01μm（镜面级别）	透明塑胶模（如镜片）、食品级模具（如饮料瓶模）	硬度30-34HRC：高速钢刀具，切削速度50-70米/分钟

（三）热作模具钢（适用于压铸、锻造，要求耐高温、抗热疲劳）

核心特点：含碳量0.3%-0.6%（中碳钢/中合金钢），硬度35-50HRC，需在300-800℃高温下保持强度（抗软化）和韧性（抗冷热交替开裂）。

型号	多国标准对照	核心特性	典型应用	加工建议（硬度）
H13（美标）	国产4Cr5MoSiV1	含Mo 1.5%、V 1.0%，耐高温600℃，抗热疲劳（反复加热冷却不开裂）	铝/锌合金压铸模、热冲压模	硬度42-46HRC：硬质合金刀具，切削速度50-70米/分钟
SKD61（日标日立）	国产H13改进型	电渣重熔工艺，纯度更高，热疲劳寿命比H13长20%-50%	高要求压铸模（如汽车零部件压铸）	硬度44-48HRC：陶瓷刀具，切削速度40-60米/分钟
8407（瑞典一胜百）	无直接对应国标	含Cr 5%、Mo 2%，高温硬度34-38HRC，适用于300℃以上持续工作的热作模具	热挤压模、大型压铸模（如发动机缸体模）	硬度34-38HRC：高速钢刀具，切削速度60-80米/分钟

四、采购决策工具：3步快速选对模具钢

第一步：明确模具需求（对照下表自查）

需求维度	冷作模具	塑胶模具	热作模具
工作温度	常温（＜50℃）	常温-200℃（塑胶熔体温度）	300-800℃（金属熔体/锻造）
核心性能	耐磨性＞韧性＞精度	镜面性＞耐腐蚀性＞预硬态	热稳定性＞抗疲劳＞韧性
典型失效模式	刃口磨损、崩裂	表面划伤、腐蚀凹陷	热裂纹、变形

第二步：对比型号性价比（以“高要求场景”为例）

场景	推荐型号	单价参考（元/公斤）	模具寿命（万次）	优势
精密冷冲压（电子零件）	DC53	80-100	50-100	韧性好，线切割无裂纹
镜面塑胶模（化妆品盒）	S136	120-150	30-80	耐蚀+镜面Ra0.01μm
汽车压铸模（变速箱壳）	8407	100-130	10-30	抗热疲劳，高温下不变形

第三步：核查供应商资质（避免采购风险）

· 标准一致性：要求供应商提供材质证明（如日标DC53需大同钢厂认证，美标P20需符合ASTM标准），避免“国产替代料冒充进口料”。

· 加工适配性：若工厂无高端刀具（如CBN刀具），优先选预硬态塑胶模具钢（如718），减少加工成本。

· 成本平衡：中小批量模具（＜10万次）可选国产替代料（如Cr12替代SKD11），成本降低40%；大批量或高精度模具必须选进口料（如DC53、S136）。

五、注意事项：采购老板必知的3个“坑”

1. “硬度越高越好”误区：冷作模具钢硬度超过63HRC易崩裂，塑胶模具钢预硬态硬度超过38HRC会导致加工困难（刀具磨损快）。

2. 忽视“残余应力”：高硬度模具钢（如DC53）需供应商提供“高温回火”处理证明，否则线切割后易变形开裂。

3. 多国标准混用风险：日标SKD11与美标D2成分相近但韧性不同，采购时需明确“按哪个标准验收”（建议优先选进口原厂料）。

结语

模具钢材选型的核心是“性能匹配需求”——既不盲目追求高端型号（增加成本），也不因低价选差料（导致模具提前失效）。掌握本文的元素特性、分类逻辑和决策工具，采购和老板可快速定位“性价比最优解”，让每一分采购预算都转化为模具寿命和产品质量的提升。