五十年代，我模具用鋼部因襲外鋼號。進入六十年代，為了節(jié)約原材料和提高毛坯精度，少無切削工藝和精密成形技術(shù)有了迅速的發(fā)展，為了提高生產(chǎn)率，采用了許多高壓力加工設(shè)備，鍛錘逐漸被壓力機替代。原用模具鋼的性能常不能滿足服役條件對性能的高要求，影響了模具的使用壽命和壓力加工新工藝新設(shè)備的推廣應(yīng)用。七十年代末，精密及大型工程塑料制品的使用日益廣泛，對塑料模具用鋼的需求量急劇增加，對塑料模具鋼的性能也提出了新的要求，而我當(dāng)時尚無塑料模具用鋼。
　　六十年代以來，在有關(guān)部委的支持下，中科技工作者結(jié)合情，開發(fā)出不少新模具鋼，其中些使用性能優(yōu)異、工藝性能也比較好的新鋼種受到模具制造和使用單位的歡迎。在此期間也引進了些外通用的鋼號，其中有些鋼號通過生產(chǎn)試用，取得良好的果[1]。對些使用果較好的冷作模具鋼和熱作模具鋼，有關(guān)部門還分別組織了性能對比試驗研究，提出了選擇和應(yīng)用的建[2，3]議。為滿足高耐磨、長壽命模具的需要，五十年代末，我硬質(zhì)合金有了迅速的發(fā)展，同時也開發(fā)了多種鋼結(jié)硬質(zhì)合金，用做模具取得良好的果。

　　本文分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金、模具熱處理、展望和建議六部份論述。

　　1冷作模具鋼
　　目前我常用的冷作模具鋼仍是低合金工具鋼CrWMn和高碳高鉻工具鋼Cr12MoV及Cr12這些老的鋼號。CrWMn鋼有適當(dāng)?shù)拇阃感院湍湍バ?，熱處理變形小，但CrWMn鋼鍛后需較嚴(yán)格地控制冷速，并采用適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使碳化物呈均勻細小的粒狀，分布于基體上，否則易形成網(wǎng)狀碳化物，導(dǎo)致模具在使用中的崩刃和開裂。高碳高鉻工具鋼有高的耐磨性，但其碳化物偏析較嚴(yán)重，導(dǎo)致變形的方向性和強韌性的降低。通過反復(fù)鐓撥可在定程度上改善其偏析程度。
　　1981年，我引入際通用的高碳高鉻工具鋼D2(Cr12Mo1V1)。和Cr12MoV鋼相比，D2鋼的碳化物偏析較之Cr12MoV略有改善，強度與韌性稍有提高，D2鋼制作的模具，其使用壽命亦有不同程度的提高[4]。高速鋼（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和強度，常用于制作模具，但其韌性不能滿足復(fù)雜大型和受沖擊負荷大的模具的需要。
　　為了改善這類鋼的強韌性，我開發(fā)了些新的冷作模具鋼，如：
　　1.1低合金冷作模具鋼
　　這類鋼的主要點是工藝性好，淬火溫度低，熱處理變形小，強韌性好，并具有適當(dāng)?shù)哪湍バ?。如GD(6CrMnNiMoVSi)、7CrSiMnMoV（簡稱CH）、DS鋼等。GD鋼用于制作易崩刃、斷裂的冷沖模具有高的使用壽命[5]。CH鋼的成分與日本的SX105V鋼相同，是種火焰淬火鋼，常用于制做汽車等生產(chǎn)線上用的模具零件，火焰淬火時加熱模具刃口切料面，硬化層下又有個高韌性的基體做襯墊，從而使模具獲得較高的使用壽命[3[。DS鋼是種沖擊冷作模具鋼，其沖擊韌性顯著優(yōu)于常用的高韌性刀片用工具鋼6CrW2Si[6]。
　　1.2基體鋼
　　基體鋼般指其成分與高速鋼淬火組織中基體化學(xué)成分相同的鋼。美、日本在七十年代初即研究過號為VascoMA、VascoMatrixI和MOD2的基體鋼，相當(dāng)于M2和M36高速鋼的基體，但未得到廣泛的使用。我研制了些基體鋼，如65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb）、65W8Cr4VTi（簡稱LM1）65Cr5Mo3W2VSiTi（簡稱LM2）鋼等。這些基體鋼的主要點是其含碳量稍高于基體的含碳量，以增加次碳化物量和提高耐磨性，還加入少量的強碳化物形成元素鈮或鈦，以形成比較穩(wěn)定的碳化物，阻止淬火加熱時晶粒的長大并改善鋼的工藝性能。這類基體鋼已較廣泛地用于制作冷擠壓、厚板冷沖、冷鐓等模具，別適于難變形材料用的大型復(fù)雜模具，還可用做黑色金屬的溫?zé)釘D壓模具[7]。
　　1.3韌性較高的耐磨冷作模具鋼
　　為了改善Cr12型冷作模具鋼的碳化物偏析，提高其韌性，并進步增加鋼的耐磨性，我做了大量的研究工作，開發(fā)出不少新的鋼種，如LD[8]、ER5[9]和GM[10]鋼等。在這些鋼中，適當(dāng)降低了鉻含量以改善碳化物偏析，增加鎢、鉬和釩的含量以增加二次硬化的能力和提高耐磨性。與Cr12型冷作模具鋼比較，這類鋼的碳化物偏析有所改善，有較高的韌性。這類鋼比Cr12型冷作模具鋼有更好的耐磨性，因而制做的模具有更高的壽命，更適于高速沖床和多工位沖床的使用。
　　2熱作模具鋼
　　我常用的熱作模具鋼為5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V鋼。
　　5CrNiMo鋼主要用做大中型鍛模。但其淬透性不夠高，回火穩(wěn)定性也不高，其性能不能滿足大截面鍛模對性能的要求。3Cr2W8V鋼廣泛用做黑色和有色金屬熱擠壓模和Cu、Al合金的壓鑄模。這種鋼的熱穩(wěn)定性高，使用溫度達650?C，但鎢系熱作模具鋼的導(dǎo)熱性低、冷熱疲勞性差。
　　我在八十年代初引進外通用的鉻系熱作模具鋼H13(4Cr5MoSiV1)，H13鋼有良好的冷熱疲勞性，在使用溫度不超過600?C時，代替3Cr2W8V鋼，模具壽命有大幅度提高，因此H13鋼迅速得到推廣應(yīng)用，其產(chǎn)量已超過3Cr2W8V鋼。
　　為適應(yīng)壓力加工新工藝、新設(shè)備對模具鋼在強韌性和熱穩(wěn)定性方面更高的要求，我研制了不少的新熱作模具鋼，主要有：
　　2.1熱鍛模具鋼
　　內(nèi)在八十年代，針對5CrNiMo鋼的淬透性不能滿足大截面錘鍛模的需要和使用溫度不超過500?C的問題，對內(nèi)外用鋼做過大量的分析對比和研究。研究工作表明，外同類鋼5CrNiMoV中的Cr、Ni、Mo含量均高于產(chǎn)5CrNiMo鋼，并含有少量的V，因而其淬透性和回火穩(wěn)定性均高于產(chǎn)5CrNiMo鋼，并建議選用5CrNiMoV鋼，用于制做大型、復(fù)雜的重載荷錘鍛模[11]。
　　內(nèi)還開發(fā)了大截面熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi和45Cr2NiMoVSi鋼，已獲得較廣泛的應(yīng)用[1]。與5CrNiMo鋼相比，這些鋼中的碳含量稍低，提高了Cr和Mo的含量并加入適當(dāng)?shù)腣和Si，因之有高的淬透性和熱穩(wěn)定性。45Cr2NiMoVSi鋼中的碳和硅，較之5Cr2NiMoVSi鋼，稍有降低，更適宜于做錘鍛模。這種鋼用于制造4000t以上機械壓力機鍛模和3t以上鍛錘模，使用壽命較5CrNiMo和5CrNiMoV提高0.5~1.5倍。3Cr2MoWVNi鋼也是我開發(fā)的種熱鍛模用鋼，有高的使用壽命[11]。
　　2.2熱擠壓用模具鋼
　　H13已是內(nèi)外廣泛使用的熱作模具鋼，在使用溫度不超過600?C時，有良好的冷熱疲勞性能，用做熱擠壓模和鋁合金壓鑄模，有比較高的使用壽命。