一、使用性能原則

（一）滿足模具工作條件要求

冷作模具方面：

冷作模具在工作時，像沖裁厚板沖模等，通常會承受較大的沖擊載荷，并且是處于常溫環境下作業，同時還伴有摩擦磨損情況。基于這樣的工作條件，材料需要具備高韌性，以此來抵御反復沖擊，防止出現開裂問題。此外，材料還得有足夠的硬度，較高的硬度有助于保證良好的耐磨性，確保模具刃口在長時間使用后依然能夠保持鋒利。例如，Cr12MoV 這種冷作模具鋼，在汽車大梁鋼板沖裁的沖模應用場景中，憑借自身出色的高韌性與高硬度，即便經歷大量沖裁作業，其刃口也不容易出現崩刃、開裂等情況，完全能夠滿足實際使用需求。

熱作模具方面：

熱作模具，以壓鑄模具為例，其工作環境較為嚴苛，工作溫度往往可達幾百攝氏度，需要承受交變熱應力和機械應力，所處環境存在氧化及腐蝕情況，并且要與高溫液態金屬直接接觸。鑒于此，所選材料必須具備良好的高溫強度，如此才能在高溫環境下維持足夠的力學性能，有效應對熱應力和機械應力的反復作用。同時，材料還需擁有優異的熱疲勞性能，畢竟在頻繁的熱脹冷縮過程中，如果熱疲勞性能欠佳，模具很容易產生裂紋。另外，良好的抗氧化、抗腐蝕性能也是必不可少的，像常用于鋁合金壓鑄模具的 H13 鋼，它在高溫下強度損失相對較小，經過多次壓鑄循環后，不容易因熱疲勞而出現裂紋，而且能夠很好地抵抗鋁合金液的侵蝕，保障壓鑄模具可以長期穩定地開展工作。

塑料模具方面：

就塑料模具中的注塑模具而言，其在工作時會與塑料熔體相接觸，要承受一定的壓力以及摩擦力，并且部分模具對表面質量有著較高要求。所以，用于制造此類模具的材料需要具備良好的耐腐蝕性，畢竟不同的塑料具有不同程度的腐蝕性，要能適應相應的工作環境。同時，材料還得有合適的硬度與耐磨性，以確保模具在長期使用過程中，其形狀和精度不會受到太大影響。此外，較好的拋光性能也很關鍵，這有助于加工出表面質量優良的塑料制品。例如，在加工聚碳酸酯等具有一定腐蝕性塑料的注塑模具時，選用 P20 鋼就比較合適，它具備一定的耐蝕性，硬度適中，無論是加工還是拋光操作都比較便利，能夠使注塑出的塑料制品外觀質量達到較好水平。

（二）具有良好的加工性能

切削加工方面：

在進行切削加工時，材料的硬度最好處于適中狀態，一般來說，硬度在 HB170 - 250 這個范圍時，切削操作相對容易開展。這是因為，如果材料硬度過高，刀具磨損速度會加快，切削力也會增大，進而導致加工精度難以控制；而要是材料硬度過低，切屑就不容易折斷，容易劃傷已加工好的表面。例如，高釩高速鋼由于其合金元素含量較高，致使硬度偏大，切削加工起來就比較困難；相對而言，低碳鋼這類硬度稍低些的材料切削性能會好一些，不過也要綜合考慮其加工后表面質量能否滿足模具的精度要求。在制造一些簡單形狀模具時，可以先選用易切削的材料進行粗加工，后續再通過熱處理等方式來調整硬度，進而完成進一步的精加工工作。

鍛造方面：

對于鍛造這一工序，材料擁有較寬的可鍛溫度范圍是比較理想的，這樣在鍛造操作過程中，就能夠擁有更大的溫度調整空間，便于更好地控制鍛造流程，減少因溫度把控不當而出現的鍛造缺陷。比如部分低合金鋼，其可鍛溫度范圍可達幾百度，工人在操作時可以更靈活地根據實際情況來控制每次的鍛造變形量以及鍛造次數等。同時，材料的塑性要好，變形抗力要小。塑性好意味著材料在受到外力作用時更容易發生塑性變形，這是順利完成鍛造操作的關鍵所在；而變形抗力小則意味著所需的鍛造設備能力不用那么高，能夠節約能源和成本。像純鋁，它的塑性非常好，變形抗力也極小，鍛造時很容易成型，不過對于模具用鋼而言，需要綜合考慮合金元素含量等因素對塑性和變形抗力的影響，選擇合適的模具鋼種進行鍛造，以此來優化模具毛坯的質量。

熱處理方面：

在熱處理環節，材料的淬硬性要合適，也就是淬火后能夠達到所需要的硬度才行。并且，材料的淬透性也要良好，只有這樣才能保證模具整體性能均勻。另外，材料的回火穩定性要強，經過回火處理后，材料的性能要能保持穩定。例如，T10 鋼的淬硬性較好，但淬透性相對有限，對于尺寸較大的模具，可能沒辦法讓整個截面都達到均勻的高硬度；而 CrWMn 鋼的淬透性比較好，更適合用來制造那些形狀復雜、尺寸較大且對硬度均勻性要求高的冷作模具，而且經過回火后，它的硬度、韌性等性能配合得比較合理，能夠滿足模具的使用性能要求。

二、工藝性能原則

（一）鍛造性能好

可鍛溫度范圍因素：

可鍛溫度范圍是衡量材料鍛造性能的重要指標之一，較寬的可鍛溫度范圍對于鍛造操作意義重大。它能夠為鍛造過程提供充足的溫度調整空間，使得操作人員在實際操作中可以更從容地依據具體情況對鍛造的各項參數進行把控，比如鍛造時每次的變形量、鍛造的次數等，進而減少因溫度控制不佳而引發的諸如過熱、過燒、鍛造裂紋等缺陷。例如，部分低合金鋼有著相對較寬的可鍛溫度區間，在鍛造過程中，操作人員能夠充分利用這一優勢，更靈活地安排鍛造流程，保障鍛造毛坯的質量。

塑性與變形抗力因素：

材料的塑性與變形抗力同樣對鍛造性能有著重要影響。良好的塑性能夠讓材料在受到外力作用時更容易發生塑性變形，這是順利完成鍛造操作的關鍵條件之一。而變形抗力小則意味著在進行鍛造時，所需要的外力相對較小，也就不需要配備功率過大的大型鍛造設備，這不僅可以降低設備成本投入，還能在一定程度上節約能源。例如，純鋁自身的塑性極佳，變形抗力也極小，所以鍛造時成型很容易。但對于模具用鋼來講，就需要綜合考慮其所含合金元素的種類和含量等因素對塑性和變形抗力的影響，進而選擇合適的鋼種進行鍛造，以此來提高鍛造毛坯的質量，為后續模具制造奠定良好基礎。

鍛造裂紋敏感性因素：

材料對鍛造裂紋的敏感性不容忽視，那些對鍛造裂紋敏感性低的材料，在鍛造過程中出現裂紋等嚴重缺陷的概率就比較小，這對于保證鍛造毛坯的質量至關重要。如今，隨著材料科學的不斷發展，部分新型模具鋼通過優化合金成分以及組織結構等方式，使得自身在常規的鍛造工藝條件下，基本不會出現裂紋，大大提高了鍛造的合格率，也為模具制造提供了更優質的毛坯材料。

（二）切削加工性能優

硬度影響因素：

材料的硬度是影響切削加工性能的關鍵因素之一。當材料硬度偏高時，在切削過程中刀具的磨損速度會顯著加快，切削力也會大幅增大，這就使得加工精度很難得到有效控制，加工表面質量也容易受到影響。相反，如果材料硬度偏低，切屑就不容易折斷，容易殘留在加工區域，進而劃傷已經加工好的表面，影響模具的表面質量和尺寸精度。例如，在對高硬度的硬質合金模具進行切削加工時，就需要采用硬度更高的刀具，并且在切削參數的選擇上也要格外謹慎，否則很容易出現刀具損壞、加工精度不達標等問題。

組織結構影響因素：

材料的組織結構同樣對切削加工性能有影響。如果材料內部組織結構不均勻，存在硬質點等情況，在切削時刀具就容易受到沖擊，產生崩刃等現象，而且切削表面的粗糙度也很難保證符合要求。例如，一些含有較多碳化物等硬質點的合金鋼，在切削加工時就需要采用特殊的刀具以及切削工藝，來盡量減少硬質點對刀具和加工質量的影響。

韌性影響因素：

材料的韌性也和切削加工性能相關。韌性過大的材料在切削時，切屑容易呈現連續的長條狀，不易折斷和排出，會纏繞在刀具上，影響切削的繼續進行，并且還可能使加工表面出現撕裂等缺陷。而韌性過小的材料又可能在切削時出現脆斷，導致加工表面不平整。所以要選擇韌性適中的材料，才能保證切削加工能夠順利、高效地進行，獲得質量良好的加工表面。

三、經濟性原則

（一）材料成本考量

在模具選材時，材料本身的價格是必須要考慮的重要因素之一。要在滿足模具使用性能和工藝性能的基礎上，盡可能選用價格相對低廉的材料，以此來控制模具的制造成本。例如，對于一些形狀比較簡單、使用要求不是特別高的小型模具，選用常用的碳素工具鋼就能夠滿足基本的使用需求，沒有必要去選用那些價格高昂的高性能模具鋼。因為碳素工具鋼本身成本較低，雖然在某些性能方面可能比不上高性能模具鋼，但是對于這類簡單模具來說已經足夠，這樣可以避免不必要的成本支出，讓模具制造在成本方面更具優勢。

（二）資源供應情況

所選材料的資源供應是否充足、穩定也是一個關鍵的考量點。材料應當來源廣泛，市場供應要穩定可靠，只有這樣，在采購材料時才能保證按時、足量地獲取到所需材料，避免出現因材料稀缺而導致的生產延誤等情況。例如，有些進口的高端模具材料，盡管它們的性能確實很優良，但是其供應渠道往往不太穩定，交貨周期也比較長，對于那些對生產周期有著嚴格要求的模具制造項目來說，就不是最合適的選擇。這種情況下，可以考慮采用性能相當且國內供應充足的替代材料，確保模具制造能夠按計劃順利進行。

（三）模具使用壽命與性價比

不能僅僅只關注材料的初期成本，還要充分考慮模具的使用壽命。有時候，選用質量好、性能可靠的材料，雖然在初期投入的成本會相對高一些，但是如果模具能夠長時間穩定地工作，從整個使用周期來看，分攤到單位產品上的模具成本反而可能更低，性價比會更高。比如高品質的熱作模具鋼制成的壓鑄模具，雖然其采購成本比較高，但是由于它具備耐磨損、抗熱疲勞等優良性能，在實際使用過程中能夠生產出大量合格的鑄件，長期的經濟效益是非常可觀的。所以在選材時，要綜合權衡初期成本和模具的使用壽命，選擇性價比最高的材料來制造模具，實現經濟效益的最大化。