熱作模具主要用於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。
常用的熱作模具材料為中、高含碳量的添加鉻鎢鉬鋇等合金元素的合金模具鋼。對
特殊要求的熱作模具有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼、高溫合金、難熔合金制造。
選擇模具材料是要註意：
壹、模具材料的基本性能
進行模具材料選擇時，必須首先考慮模具的某些基本性能必須能適應所制造的模具的
需要，在壹般情況下，其中三種性能是主要的，即鋼的耐磨性、韌性、硬度和紅硬性。這三種
性能可以比較全面地反映模具材料的綜合性能，應可以在壹定程度上決定其應用範圍。
當然對於壹種模具的要求來說，可能其中的壹種或兩種是主要的，而另外的壹種或
兩種是次要的。
1. 模具材料的耐磨性模具工作時，表面往往要與工件產生多次強烈的摩擦，模具
必須在此情況下仍能保持其尺寸精度和表面粗糙度，不致於早期失效。要求模具材料既
能承受機械磨損，而且在承受重載和高速摩擦時，模具被摩擦表面能夠形成薄而致密附
著的氧化模，保持潤滑作用，防止模具和被加工工件的表面之間產生粘附、焊接招致工件
表面擦傷，又能減少模具表面進壹步氧化造成的損傷。為了改善模具材料的耐磨性，就
要采取合理的生產工藝和處理工藝，使模具材料既具有高硬度又使材料中的碳化物等硬
化相的組成、形貌和分布合理，當然模具工作過程中的潤滑情況和模具材料的表面處理，
也對改善模具的耐磨性能有良好的影響。
2.模具材料的韌性對於受強烈沖擊載荷的模具，如冷作模具的沖頭，錘用熱鍛模
具、冷鐓模具、熱鐓鍛等，模具材料的韌性是十分重要的考慮因素，對於在高溫下工
作的模具，還必須考慮其在工作溫度下的高溫韌性。對於多向受沖擊載荷的模具，還必
須考慮其等向性。
模具材料的化學成分、晶粒度、碳化物、夾雜物的組成數量、形貌、尺寸和分布情況：
金相組織、微觀偏析等，都會對材料的韌性帶來影響。鋼的純凈度、鍛軋變形的方向會對
橫向性能產生很大的影響。模具材料的韌性往往和耐磨性、硬度是互相矛盾的。因之根
據模具的具體工作情況，選擇合理的模具材料，並采用合理的精煉、熱加工和熱處理、表
面處理工藝使模具材料得到耐磨性和韌性等綜合性能的最佳配合，以適應模具的需要，
足模具材料的重要發展的途徑。
3. 硬度和紅硬性硬度是模具材料的主要技術性能指標，模具在工作時必須具有高
的硬度和強度，才能保持其原來的形狀和尺寸，壹般冷作模具鋼，要求其淬回火硬度為
60HRC 左右，而熱作模具鋼為45-50HRC 左右，並且要求熱作模具材料在其工作溫度下
仍保持壹定的硬度。
紅硬性是指模具材料在壹定溫度下保持其硬度和組織穩定性抗軟化的能力，對於熱
作模具材料和部分重載荷冷作模具材料，是重要的性能指標。
另外，還要根據不同模具的實際工作條件，分別考慮其實際要求的性能，如對熱作模具鋼要考慮其抗冷熱疲勞性能，對壓鑄模具應考慮其耐融熔金屬的沖蝕性能；對於重載
荷型腔模具應註意其等向性；對於高溫工作的熱作模具應考慮其在工作溫度下的抗氧化
性能；對於在腐蝕介質工作的模具，應註意其抗腐蝕性能；對在高載荷下工作的模具應考
慮其抗壓強度、抗拉強度和抗彎強度、疲勞強度及斷裂韌度等。
二、模具材料的工藝性能
在模具總的制造成本中，特別是對於小型精密復雜模具，模具材料費往往只占總成
本的10-20%，有時甚至低於10%；而機械加工、熱處理、表面處理、裝配、管理等費用
要占成本的80%以上。所以模具材料的工藝性能就成為影響模具成本的壹個重要因素，
改善模具的工藝性能，不僅可以使模具生產工藝簡單，易於制造，而且可以有效地降低模
具制造費用。模具材料的工藝性能，經常要考慮的有以下幾種。
1. 可加工性模具材料的可加工性包括冷加工性能，如切削、磨削、拋光、冷擠壓、冷拉
工藝性，熱加工性能包括熱塑性和熱加溫度範圍等。模具鋼主要屬於過***析鋼和萊氏體
鋼，冷加工和熱加工性能壹般都不太好，在生產過程中，必須嚴格地控制熱加工和冷加工的
工藝參數，以避免產生缺陷和廢品，另壹方面還必須通過改善鋼的純凈度，減少有害的雜質，
改善鋼的組織狀態，並采取壹些措施，以改善鋼的工藝性能，降低模具的制造費用。
為了改善模具鋼的切削性和磨削性，從20 世紀30 年代開始，研究向鋼中加入適量
的硫、鉛、鈣、稀土金屬等元素或導致模具鋼中碳的石墨化的元素，發展了各種易切削模
具鋼。以後發現有些易切削元素加入以後，會在模具鋼中生產壹些有害的夾雜物（如硫
化鐵等），會使鋼的力學性能，特別是橫向的塑性、韌性下降，於是又在精煉後期對鋼水進
行變性處理，通過加入變性劑（如（SiCa，稀土元素等），形成富鈣硫化物或稀土硫化物使硫
化物球化，抑制了硫對鋼的力學性能的不利影響，保留和發揮了其對鋼的可加工性和磨
削性的有利作用，使易切削模具鋼得到進壹步地發展。
有些模具材料，如高釩高速鋼、高釩高合金模具鋼的磨削性很差、磨削比很低，不便
於磨削加工，近年來改用粉末冶金生產，可以使鋼中的碳化物細小、均勻，完全消除了普
通工藝生產的高釩模具鋼中的大顆粒碳化物，不但使這類鋼的磨削性大為改善，而且改
善了鋼的塑性、韌性等性能，使之能在模具制造中推廣應用。
有些模具對表面粗糙度要求很低，如要求鏡面拋光的塑料模具和壹些冷作模具。就
要采用拋光性能很好的模具材料，這類鋼種往往要采用電渣重熔或真空電弧重熔等工藝
進行精煉，得到高純凈度的鋼材，以適應鏡面拋光的要求。
皮紋加工性：有些塑料制品要求制造有皮紋、裝飾性圖案或文字花樣的表面，為了生
產這些制品，就要求在壓制這些制品的模具表面加工出相應的清晰的花紋、圖案來。而
加工這些圖案、皮紋壹般是采用化學蝕刻工藝，要求模具材料要能適應這種化學蝕刻工
藝，蝕刻以後，能夠在模具表面得到圖案清晰、紋理清楚的皮紋和圖案。
鑄造工藝性能：為了簡化生產工藝，國內外近年來致力於發展采用鑄造工藝直接生
產出接近成品模具形狀的鑄造毛坯。如我國已經研究采用鑄造工藝生產壹部分冷作模
具、熱作模具和玻璃成形模具。相應地發展了壹些鑄造模具用鋼，對這類材料要求具有
良好的鑄造工藝性能，如流動性、收縮率等。
焊接性：有些模具要求在工作條件最苛刻的部分堆焊接特種耐磨或耐蝕材料，有些
模具希望在使用過程中采用堆焊工藝進行修復後重新使用。對這類模具就要求選用焊
接性好的模具材料，以簡化焊接工藝，可以避免或簡化焊前預熱和焊後處理工藝，更好地
適應焊接工藝的需要，相尖地發展了壹批焊接性良好的模具材料。
冷變形性：為了簡化工藝，提高模具的制造效率，對批量生產的型腔模具，有些采用
冷擠壓工藝壓制型腔，用淬硬的凸模將模具的型腔直接壓制出來，要求模具材料具有良
好的冷變形性能，如塑料模具鋼中的低碳低矽鋼就具有良好的冷變形性能。
2. 淬火溫度和淬火變形為了便於生產，希望模具材料的淬火溫度範圍要寬壹些，
特別是有些模具要求采用火焰加熱局部淬火時，難以精確地測量和控制溫度，就要求模
具鋼能適應較寬的淬火溫度範圍，模具在熱處理時，要求其變形程度要小，特別是壹些形
狀復雜的精密模具，淬硬以後難以修整，就對淬回火的變形程度要求更為嚴格，應該選用
微變形模具鋼制造。
3.淬透性和淬硬性淬硬性主要取決於鋼的碳含量，淬透性主要取決於鋼的化學成
分、合金元素含量和淬火前的組織狀態。對於大部分要求高硬度的冷作模具，對淬硬性
要求較高；對於大部分熱作模具和塑料模具，對於硬度的要求不太高，往往更多地考慮其
淬透性；特別是對於壹些大截面深型腔模具，為了使模具的心部也能得到良好的組織和
均勻的硬度，就要求選用淬透性好的模具鋼。另外對於形狀復雜、要求精度高又容易產
生熱處理變形的模具，為了減少其熱處理變形，往往盡可能采用冷卻能力弱的淬火介質
（如油冷、空冷、加壓淬火或鹽浴淬火），就需要采用淬透性較好的模具材料，以得到滿意
的淬火硬度和淬硬層深度。
4.氧化脫碳敏感性模具在加熱過程中，如果產生氧化、脫碳現象，就會改變模具的
形狀和性能，影響模具的硬度、耐磨性和使用壽命，招致模具早期失效。
有些鉬含量高的模具鋼，由於容易氧化、脫碳，有壹段時間限制了其推廣應用，直到
熱處理工藝裝備發展以後，采用特種熱處理工藝（如真空熱處理，可控氣氛熱處理、鹽浴
熱處理等）以後，能夠避免氧化、脫碳，這類模具鋼，才順利得到推廣應用。鉬基合金雖然
具有極為優秀的高溫性能，但是由於在高溫下極易氧化，嚴重地限制了其應用範圍。
至於加工路線要具體到哪套模具哪個工件訂制加工路線了