在任何地方詢問任何模具制造商最常用的模具鋼是什么，他或她可能會毫不猶豫地說“P20模具鋼”。P20 幾乎是注塑模具鋼的同義詞，這是有充分理由的。

P20是什么？這種流行的材料在成分上與航空航天 41XX“鉻鉬鋼”非常相似。碳含量通常為 0.40%，因此 P20 是一種油硬化鋼，在 830C 下徹底浸泡后淬火也就不足為奇了。P20 也是通用且易于使用的：它在 780C 下退火，并且可以在非常低的溫度下回火并保持空氣冷卻。

例如，可以在低至 100C 的溫度下將中等截面回火到 51HRc，重要的是，P20 可以在最終加工前以合理的 480C 進行應(yīng)力消除，同時仍然是空氣冷卻。所有這些溫度和冷卻條件都可以從廣泛可用的來源獲得，并具有出色的控制能力，允許對型腔進行重型、高速粗加工，例如，能夠在最終、更溫和的精加工之前釋放應(yīng)力。

雖然基礎(chǔ)鋼具有 50 以上 HRc 的硬度，但如果需要硬度和耐腐蝕性，P20 可以進行表面硬化至 50 的高 HRc，并容易氮化至 60HRc。外殼深度可達半毫米。鍍鉻是另一種選擇，但建議進行適度的回火浸泡以防止氫脆。

從熱處理的角度來看，使用 P20 有兩大優(yōu)勢。首先是熱處理人員熟悉材料，可以利用大量經(jīng)驗推薦適合特定工作的型材。另一個是 P20 通常可以在預(yù)硬化和回火狀態(tài)下進行加工，然后在必要時進行后加工處理。

然而，使用預(yù)硬化等級會增加模具制造商的壓力。深腔需要厚截面塊，如果熱處理不當(dāng)，將產(chǎn)生明顯的“殼芯”效應(yīng)。如果加工過程剝?nèi)ネ鈱?，殘余?yīng)力會使塊體變形，需要進行一次或多次應(yīng)力消除處理。可以使用特殊 P20塑料模具鋼牌號提高硬度.... 向您的工具鋼供應(yīng)商和/或熱處理商尋求建議。

與大多數(shù)工具鋼應(yīng)用一樣，材料選擇是在所需性能之間進行權(quán)衡。例如，含硫量高的鋼以優(yōu)異的機械加工性而聞名，但拋光效果很差。具有顯著鎳含量的“改進型”P20 有助于提高均勻性，同時保持良好的拋光性。

良好的拋光性是 P20 鋼的標(biāo)志，但對于需要非常接近公差的鏡面光潔度的表面，改性 P20 化學(xué)物質(zhì)可用于專門的工作，如鏡頭模具。紋理飾面還需要在整個表面上保持一致的硬度，以避免紋理深度、霧度和光澤度問題。酸蝕涂層特別容易受到成分問題的影響，因為酸優(yōu)先侵蝕金屬晶界……不均勻的鋼在蝕刻時會出現(xiàn)明顯的凹坑。

合金元素是提高一致性的一種方法，但鑄造塊的方式也很關(guān)鍵。真空重熔和粉末冶金等先進生產(chǎn)技術(shù)可以生產(chǎn)更清潔、更一致的鋼材，但成本自然更高。

然而，除了短期的低成本模具外，廉價鋼材并不是控制成本的明智之選。例如，加工可能是模具成本的最大組成部分，而不一致的硬度會磨損工具并降低進給和速度。

模具修復(fù)也可以考慮。幾乎所有修復(fù)工具的熱影響區(qū)都比母材硬得多……這會影響表面紋理。焊接過程中的預(yù)熱和后加熱對于減少硬度不匹配以及防止因匆忙進行即時維修而經(jīng)常發(fā)生的裂紋至關(guān)重要。模具焊接是一門專業(yè)工藝，只能由熟悉模具鋼和工具鋼的專家來完成。

什么規(guī)格？

由于來自許多供應(yīng)商的多種化學(xué)品，在當(dāng)今環(huán)境中很難定義“P20”。可以為特定應(yīng)用訂購具有精細(xì)控制成分的改進等級以及鎳等額外元素。例如，模具的尺寸、所需的硬度、所需的表面光潔度、研磨性樹脂填料的存在或由 PVC 形成的腐蝕性氣體，都需要仔細(xì)選擇鋼種。

一些非 P20 牌號在模具應(yīng)用中效果很好，但會帶來可能有用也可能沒用的獨特性能。例如，釩鋼可能具有出色的紅硬性，這在注塑模具中并不重要，但在嚴(yán)苛的應(yīng)用中也可以保持良好的拋光和耐磨性。

沒有單一的“最佳”模具鋼，因此，P20 配方已演變成一個因供應(yīng)商甚至地理區(qū)域而異的系列。用“P20”制造的中國模具的鋼成分可能與日本、歐洲或加拿大模具的鋼成分大不相同。

與內(nèi)部具有強大可追溯性和質(zhì)量保證系統(tǒng)的值得信賴的供應(yīng)商打交道是消除意外的好方法。最后，P20 仍然是注塑模具制造的熱門選擇，因為它兼顧了性能平衡、隨時可用、合理的成本，也許最重要的是，憑借多年的車間經(jīng)驗帶來的舒適度。

隨著越來越大的模具在每個項目中都代表著更大的風(fēng)險，很少有工具所有者會在未經(jīng)證實的材料上冒險，除非性能優(yōu)勢很大，或者應(yīng)用程序沒有其他選擇。P20鋼材 將在很長一段時間內(nèi)出現(xiàn)。