就國內外使用的模具鋼材而言，模具鋼密度一般都在7.85左右，通常模具鋼是鍛造件，密度在8000-8400千克/立方米。不同模具鋼材中加入的合金元素比例不一樣，模具鋼密度會有小范圍的差別。

密度是物質的特性之一，每種物質都有一定的密度，不同物質的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來鑒別物質。所以我們可以根據密度公式ρ=M/V，計算出任意一種模具鋼的密度。

根據密度公式：ρ=m/v，也就是說決定模具鋼質量和體積的因素決定了模具鋼密度。那么從微觀的角度來講的話，就是分子量和分子間隙共同決定物質的密度。體積、大小、質量、壓強、壓力和溫度影響物質密度，雖然物質密度物質的本身屬性，它是一定的，但是物質有各種狀態，當物質形成態的轉化的時候，密度才會變化。比如水，升溫可導致水的氣化，密度變小，加壓又可以使水蒸氣從新凝結為液態水，密度變大。大家都知道鐵的密度7.8g/cm³，模具鋼材是鐵和一些微量的合金元素形成的，微量的合金元素占的比例非常少，但是在模具鋼材成形的過程會形成不同的化合物，每一種化合物所占有的空間不一樣，導致同樣體積的模具鋼材，其內部的空隙不一樣，這就是影響模具鋼密度的主要因素。但由于模具鋼材加入的合金元素分量不到10%對模具鋼材整體的影響小，所以密度也接近鐵的密度。 2100433B

美國按模具服役條件將模具鋼分為四大類，美國金屬學會工具鋼委員會列出了：冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、塑膠模具鋼等四大類。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，塑膠模具鋼5小類。每個小類的選材又取決于三個主要因素：

◆ 尺寸大小和形狀的復雜性，

◆ 被加工的材料，

◆ 耐久性要求或設計壽命。

模具鋼冷作模具鋼

（1）分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。

◆ W組即水淬模具鋼，有11個鋼種，7個碳素模具鋼，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個鋼種，含碳量0.9%-2.5%。

◆ S組即耐沖擊工具鋼，有7個鋼種，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），鈷基硬質合金和鋼結硬質合金（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）。

（2）冷軋模具鋼的選用

冷軋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類和最普通的調質鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模，如汽車外型沖壓件，主要用鑄鐵類。簡易或壽命數量少的用鋅基合金或高分子復合材料。

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

粉末模具鋼有優良的耐磨壽命，硬度不大高HRC60-62，應用相當多。

碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應用范圍。

模具鋼熱軋模具鋼

美國熱軋模具鋼分二大類：熱軋模具鋼，和超級熱強合金。

熱軋模具由于在有溫度的條件下工作，要求材料具有熱強性和熱耐磨性，為了保證模具的使用壽命模具要冷卻，熱冷交替模具會出現龜裂，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。

按熱強性排列的主系列進行選材:

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

非標準的熱作模具鋼：例如熱鐓鍛模具用時效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現了不能滿足熱耐磨性時，可以選擇6H1，6H2。

當要求模具以熱作耐磨性為主時，可以選擇D2，D4→M2，M4→粉末鋼。鋼結硬質合金、鈷基硬質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下使用。

模具鋼塑料模具鋼

美國是最早在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國家，以P來表示為主，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。芯部超低碳可使淬火時變形量最小。

◆調質型塑料模具：P20，P21。塑料模具中P20的用量很大，已成為主體，大多數在預硬狀態時使用。

◆ 中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模。鋼號有H13，而L2和S7，O1和A2也有應用。這一類的特點是：

（1）基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時的熱強性好。

（2）含鉻較高，大氣腐蝕性好。

（3）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，主要鋼號有420，414L，440，416。

◆時效鋼是經過時效處理而獲得高的使用性能。有兩種，一種是P21低碳Ni-A1時效鋼；另一類是18Ni馬氏體時效鋼。后者是用于宇航工業的無碳高純度、高強度、高韌性的材料。用于力學性能、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，生產批量在小于10萬件時，用P20，P21預硬態（HB250～300），腐蝕性較強時用414L。

高壽命的普通塑料模，用P6或P20，經滲碳一淬火后硬度在HRC54-58；塑料件不太大時，可用O1，S7。腐蝕性較強時用420。

非高溫的熱固性模用P6，P20經滲碳淬火后使用。腐蝕性強用420。

高溫熱固性塑料模用H13和S7或滲碳鋼P4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性。

模具鋼塑膠模具鋼

塑膠模具鋼分預硬普通塑膠模具鋼，預硬優質塑膠模具鋼，預硬高硬度塑膠模具鋼，預硬抗腐鏡面塑膠模具鋼，抗腐鏡面塑膠模具鋼5小類塑膠模具鋼質量等級分配

模具類別以美國SPI-SPE 為標準分下列各類。

一、101類模（SPI-SPE 標準1，000，000 啤或以上，長期精密生產模）

1、需要詳細模具結構圖。

2、模胚材料硬度最低為 280BN。（DME #2 鋼 / 4140 鋼）

3、有膠位的內模件鋼材一定要見硬至 48~50HRC。其余零件如行位，壓鎖，壓條等亦應為硬件。

4、頂針板要有導柱。

5、行位要有硬片。

6、如有需求的話，上模，下模及行位要有溫度控制。

7、所有運水道，建議采用無電浸鎳或用420 不銹鋼做模板。這樣可防止生銹及清理垃圾。

8、需要直身鎖或斜鎖。

二、102類模。 （不超過1，000，000 啤，大量生產模具。）

1、需要詳細模具結構圖。

2、模胚材料硬度最低為 280BHN。（DME #2 鋼 / 4140 鋼）

3、有膠位的內模件鋼材要見硬至最低 48~52HRC，其余有用的零件亦應同一處理。

4、建議采用直身鎖或斜鎖。

5、下列項目可能或不需要。視乎最終生產數量而定。建議報價時如采用下列項目要檢查清楚是否需要：

A、頂針板導柱。

B、行位硬片。

C、電鍍運水孔。

D、電鍍模腔。

三、103類模（少于500，000 啤，中量生產模。）

1、需要詳細模具結構圖。

2、模胚材料硬度最小為 165BHN。 （DME #1 鋼 / 1040 鋼）

3、內模鋼材為 P20（28~32HRC）或高硬度（36~38HRC）。

4、其余要求視乎需要而定。

四、104類模（少于100，000 啤，少量生產模）

1、需要模具結構圖。

2、模胚材料 P20（28~32HRC）可用軟鋼或鋁。（1040 鋼）

3、內模件可用鋁，軟鋼或其它認可金屬。

4、其余要求視乎需要而定。

五、105類模。 （少于500 啤，首辦?；蛟囼災＃?

可用鋁鑄鐵或環氧樹脂或任何材料只要有足夠強度可生產最少測試數量便可。

1．冷作模鋼

冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態下的工件進行壓制成型的模具。如：冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。

2．熱作模具鋼

熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態下的工件進行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。

3．塑料模具用鋼

由于塑料的品種很多，對塑料制品的要求差別也很大，對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業發達的國家已經形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結構鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。