美國(guó)按模具服役條件將模具鋼分為四大類，美國(guó)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、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(gè)小類的選材又取決于三個(gè)主要因素：

  ◆ 尺寸大小和形狀的復(fù)雜性，

  ◆ 被加工的材料，

  ◆ 耐久性要求或設(shè)計(jì)壽命。

  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(gè)鋼種，7個(gè)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(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(jié)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)。

  (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(duì)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(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。對(duì)于大型沖壓模，如汽車外型沖壓件，主要用鑄鐵類。簡(jiǎn)易或壽命數(shù)量少的用鋅基合金或高分子復(fù)合材料。

  高速鋼和超高速鋼在冷作模具中的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。主要是有高的"抗壓強(qiáng)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，硬度不大高HRC60-62，應(yīng)用相當(dāng)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(yīng)用范圍。

  熱軋模具鋼

  美國(guó)熱軋模具鋼分二大類：熱軋模具鋼，和超級(jí)熱強(qiáng)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(qiáng)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(xiàn)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。

  模具鋼 按熱強(qiáng)性排列的主系列進(jìn)行選材:

  低合金調(diào)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)了不能滿足熱耐磨性時(shí)，可以選擇6H1，6H2。

  當(dāng)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(jié)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

  美國(guó)是最早在工具鋼中列出塑料模具專用鋼的國(guó)家，以P來(lái)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(guó)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(zhǎng)。芯部超低碳可使淬火時(shí)變形量最小。

  ◆調(diào)質(zhì)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(shù)在預(yù)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(hào)有H13，而L2和S7，O1和A2也有應(yīng)用。這一類的特點(diǎn)是：

  (1)基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時(shí)的熱強(qiáng)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(hào)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(qiáng)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(yù)硬態(tài)(HB250～300)，腐蝕性較強(qiáng)時(shí)用414L。

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

  高溫?zé)峁绦运芰夏Ｓ肏13和S7或滲碳鋼P(yáng)4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性。

  塑膠模具鋼

  塑膠模具鋼分預(yù)硬普通塑膠模具鋼，預(yù)硬優(yōu)質(zhì)塑膠模具鋼，預(yù)硬高硬度塑膠模具鋼，預(yù)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(zhì)量等級(jí)分配

  模具類別以美國(guó)SPI-SPE 為標(biāo)準(zhǔn)分下列各類。

  一、101類模(SPI-SPE 標(biāo)準(zhǔn)1，000，000 啤或以上，長(zhǎng)期精密生產(chǎn)模)

  1、需要詳細(xì)模具結(jié)構(gòu)圖。

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

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

  4、頂針板要有導(dǎo)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(yùn)水道，建議采用無(wú)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(guò)1，000，000 啤，大量生產(chǎn)模具。)

  1、需要詳細(xì)模具結(jié)構(gòu)圖。

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

  3、有膠位的內(nèi)模件鋼材要見(jiàn)硬至最低 48~52HRC，其余有用的零件亦應(yīng)同一處理。

  4、建議采用直身鎖或斜鎖。

  5、下列項(xiàng)目可能或不需要。視乎最終生產(chǎn)數(shù)量而定。建議報(bào)價(jià)時(shí)如采用下列項(xiàng)目要檢查清楚是否需要：

  A、頂針板導(dǎo)柱。

  B、行位硬片。

  C、電鍍運(yùn)水孔。

  D、電鍍模腔。

  三、103類模(少于500，000 啤，中量生產(chǎn)模。)

  1、需要詳細(xì)模具結(jié)構(gòu)圖。

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

  3、內(nèi)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(chǎn)模)

  1、需要模具結(jié)構(gòu)圖。

  2、模胚材料 P20(28~32HRC)可用軟鋼或鋁。(1040 鋼)

  3、內(nèi)模件可用鋁，軟鋼或其它認(rèn)可金屬。

  4、其余要求視乎需要而定。