美國按模具服役條件將模具鋼分為三大類(lèi)，美國金屬學(xué)會(huì )工具鋼委員會(huì )列出了：冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類(lèi)。其中，冷作模具鋼又分出12小類(lèi)，熱作模具鋼9小類(lèi)，塑料模具鋼2小類(lèi)。每個(gè)小類(lèi)的選材又取決于三個(gè)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

冷作模具鋼的分類(lèi)

冷作模具鋼分為五組：W組、O組、A組、D組、S組。

W組即水淬工具鋼，有11個(gè)鋼種，7個(gè)碳素工具鋼，含碳量從0.7%-1.3%。

O組即油淬冷作模具鋼(俗稱(chēng)油鋼)，有4個(gè)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(gè)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(gè)鋼種，含碳量0.9%-2.5%。

S組即耐沖擊工具鋼，有7個(gè)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(zhì)合金和鋼結硬質(zhì)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)。

冷作模具鋼的選用

冷作模具鋼的主系列是高硬冷作類(lèi)，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(lèi)和部分A類(lèi)和最普通的調質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對于大型沖壓模，如汽車(chē)外型沖壓件，主要用鑄鐵類(lèi)。簡(jiǎn)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(cháng)。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(yōu)良的耐磨壽命，硬度不大于HRC60-62,應用相當多。

碳素工具鋼在壽命10萬(wàn)件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應用范圍。

熱作模具鋼的分類(lèi)

美國熱作模具鋼分二大類(lèi)：熱作模具鋼和超級熱強合金。

熱作模具鋼的選用

熱作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(huì )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(jìn)行選材：

低合金調質(zhì)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(shí)效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現了不能滿(mǎn)足熱耐磨性時(shí)，可以選擇6H1、6H2。

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

塑料模具鋼的分類(lèi)

美國是最早在工具鋼中列出塑料模具專(zhuān)用鋼的國家，以P來(lái)表示為主，共分為五類(lèi)。

滲碳型塑料模具鋼：P1,P2,P3,P4,P5,P6。這類(lèi)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(cháng)。芯部超低碳可使淬火時(shí)變形量最小。

調質(zhì)型塑料模具：P20,P21。目前塑料模具中P20的用量很大，已成為主體，大多數在預硬狀態(tài)時(shí)使用。

中碳合金工具鋼用于熱固性塑料模。鋼號有H13,而L12和S7，O1和A2也有應用。這一類(lèi)的特點(diǎn)是：

1、基本屬二次硬化金鋼，500-600℃時(shí)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(shí)效鋼是經(jīng)過(guò)時(shí)效處理而獲得高的使用性能。有兩種，一種是P21低碳Ni-A1時(shí)效鋼；另一類(lèi)是18Ni馬氏體時(shí)效鋼。后者是用于宇航工業(yè)的無(wú)碳高純度、高強度、高韌性的材料。用于力學(xué)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(chǎn)批量在小于10萬(wàn)件時(shí)，用P20、P21預硬態(tài)(HB250-300)，腐蝕性較強時(shí)用414L。

高壽命的普通塑料模，用P6或P20，經(jīng)滲碳―淬火后硬度在HRC54-58；塑料件不太大時(shí)，可用O1、S7。腐蝕性較強時(shí)用420。

非高溫的熱固性模用P6、P20經(jīng)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。