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力。

雖然基礎鋼具有 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 有兩大優勢。首先是熱處理人員熟悉材料，可以利用大量經驗推薦適合特定工作的型材。另一個是 P20 通常可以在預硬化和回火狀態下進行加工，然后在必要時進行后加工處理。

然而，使用預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，將產生明顯的“殼芯”效應。如果加工過程剝去外層，殘余應力會使塊體變形，需要進行一次或多次應力消除處理。可以使用特殊 P20塑料模具鋼牌號提高硬度.... 向您的工具鋼供應商和/或熱處理商尋求建議。

與大多數工具鋼應用一樣，材料選擇是在所需性能之間進行權衡。例如，含硫量高的鋼以優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 化學物質可用于專門的工作，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，因為酸優先侵蝕金屬晶界……不均勻的鋼在蝕刻時會出現明顯的凹坑。

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鍵。真空重熔和粉末冶金等先進生產技術可以生產更清潔、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。

模具修復也可以考慮。幾乎所有修復工具的熱影響區都比母材硬得多……這會影響表面紋理。焊接過程中的預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常發生的裂紋至關重要。模具焊接是一門專業工藝，只能由熟悉模具鋼和工具鋼的專家來完成。

什么規格？

由于來自許多供應商的多種化學品，在當今環境中很難定義“P20”。可以為特定應用訂購具有精細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，都需要仔細選擇鋼種。

一些非 P20 牌號在模具應用中效果很好，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，但在嚴苛的應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商甚至地理區域而異的系列。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。

與內部具有強大可追溯性和質量保證系統的值得信賴的供應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險，很少有工具所有者會在未經證實的材料上冒險，除非性能優勢很大，或者應用程序沒有其他選擇。P20鋼材 將在很長一段時間內出現。