六十年代以來，在國家有關部委的支持下，中國科技工作者結合國情，開發出不少新模具鋼，其中壹些使用性能優異、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。在此期間也引進了壹些國外通用的鋼號，其中有些鋼號通過生產試用，取得良好的效果。對壹些使用效果較好的冷作模具鋼和熱作模具鋼，有關部門還分別組織了性能對比試驗研究，提出了選擇和應用的建議。為滿足高耐磨、長壽命模具的需要，五十年代末，我國硬質合金有了迅速的發展，同時也開發了多種鋼結硬質合金，用做模具取得良好的效果。
本文分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、硬質合金和鋼結硬質合金、模具熱處理、展望和建議六部份論述。
冷作模具鋼
目前我國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鋼有適當的淬透性和耐磨性，熱處理變形小，但CrWMn鋼鍛後需較嚴格地控制冷速，並采用適當的熱處理，使碳化物呈均勻細小的粒狀，分布於基體上，否則易形成網狀碳化物，導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重，導致變形的方向性和強韌性的降低。通過反復鐓撥可在壹定程度上改善其偏析程度。
1981年，我國引入國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。高速鋼（主要是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V）有更高的耐磨性和強度，常用於制作模具，但其韌性不能滿足復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，我國開發了壹些新的冷作模具鋼，如：
1低合金冷作模具鋼
這類鋼的主要特點是工藝性好，淬火溫度低，熱處理變形小，強韌性好，並具有適當的耐磨性。如GD(6CrMnNiMoVSi)、7CrSiMnMoV（簡稱CH）、DS鋼等。GD鋼用於制作易崩刃、斷裂的冷沖模具有高的使用壽命。CH鋼的成分與日本的SX105V鋼相同，是壹種火焰淬火鋼，常用於制做汽車等生產線上用的模具零件，火焰淬火時加熱模具刃口切料面，硬化層下又有壹個高韌性的基體做襯墊，從而使模具獲得較高的使用壽命。DS鋼是壹種沖擊冷作模具鋼，其沖擊韌性顯著優於常用的高韌性刀片用工具鋼6CrW2Si。
2基體鋼
基體鋼壹般指其成分與高速鋼淬火組織中基體化學成分相同的鋼。美國、日本在七十年代初即研究過牌號為VascoMA、VascoMatrixI和MOD2的基體鋼，相當於M2和M36高速鋼的基體，但未得到廣泛的使用。我國研制了壹些基體鋼，如65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb）、65W8Cr4VTi（簡稱LM1）65Cr5Mo3W2VSiTi（簡稱LM2）鋼等。這些基體鋼的主要特點是其含碳量稍高於基體的含碳量，以增加壹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，以形成比較穩定的碳化物，阻止淬火加熱時晶粒的長大並改善鋼的工藝性能。這類基體鋼已較廣泛地用於制作冷擠壓、厚板冷沖、冷鐓等模具，特別適於難變形材料用的大型復雜模具，還可用做黑色金屬的溫熱擠壓模具。
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，並進壹步增加鋼的耐磨性，我國做了大量的研究工作，開發出不少新的鋼種，如LD、ER5和GM鋼等。在這些鋼中，適當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，更適於高速沖床和多工位沖床的使用。
熱作模具鋼
我國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。這種鋼的熱穩定性高，使用溫度達650℃，但鎢系熱作模具鋼的導熱性低、冷熱疲勞性差。
我國在八十年代初引進國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℃時，代替3Cr2W8V鋼，模具壽命有大幅度提高，因此H13鋼迅速得到推廣應用，其產量已超過3Cr2W8V鋼。
為適應壓力加工新工藝、新設備對模具鋼在強韌性和熱穩定性方面更高的要求，我國研制了不少的新熱作模具鋼，主要有：
1熱鍛模具鋼
國內在八十年代，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℃的問題，對國內外用鋼做過大量的分析對比和研究。研究工作表明，國外同類鋼5CrNiMoV中的Cr、Ni、Mo含量均高於國產5CrNiMo鋼，並含有少量的V，因而其淬透性和回火穩定性均高於國產5CrNiMo鋼，並建議選用5CrNiMoV鋼，用於制做大型、復雜的重載荷錘鍛模。
國內還開發了大截面熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi和45Cr2NiMoVSi鋼，已獲得較廣泛的應用。與5CrNiMo鋼相比，這些鋼中的碳含量稍低，提高了Cr和Mo的含量並加入適當的V和Si，因之有高的淬透性和熱穩定性。45Cr2NiMoVSi鋼中的碳和矽，較之5Cr2NiMoVSi鋼，稍有降低，更適宜於做錘鍛模。這種鋼用於制造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鋼也是我國開發的壹種熱鍛模用鋼，有高的使用壽命。
2熱擠壓用模具鋼
H13已是國內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。但H13鋼有較大的尺寸效應，國外采用爐外精練、高溫擴散退火、等向鍛造等工藝，以改善其尺寸效應，減小Cr和Mo的成分偏析，國內多采用電渣重熔等工藝。
我國研制了許多強韌性好、熱穩定性高的熱擠壓用熱作模具鋼。壹些鋼是在國外鉬系3Cr3Mo3V鋼和鉻系H13鋼的基礎上發展起來，並在合金化方面有壹定特色，如HMI(3Cr3Mo3W2V)、TM(4Cr3Mo2WMnVNb)、Y4(4Cr3Mo2MnVB)、Y10(4Cr5Mo2SiV1)、HD2(4Cr3Mo2VNiNbB)、012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)等鋼。這些鋼在保持較好的強韌性條件下，具有高的其熱穩定性，分別用於制做熱擠壓模、精鍛模、有色金屬壓鑄模等，有良好的使用效果。
我國有關部門曾組織壹些研究單位和使用單位，選擇了27種國內外應用和新研制成功的熱作模具鋼，對其基本力學性能、工藝性能和使用性能進行測試和對比，並提出了各類熱作模具的選材準則。
塑料模具鋼
塑料成形用模具產值已在模具工業總產值中占首位。中國過去無專用塑料模具用鋼。近年在引進國外塑料模具用鋼的同時，自行研制和開發出壹些新的塑料模具專用鋼。
1預硬型塑料模具鋼
這類鋼在鋼廠經過充分鍛打後制成模塊，預先熱處理至要求的硬度（壹般預硬至30~35RHC）後，供使用單位制模。P20（即3Cr2Mo）是國外使用最廣泛的預硬塑料模具鋼，已列入我國合金工具鋼標準，八十年代以來已在我國壹些工廠廣泛采用。718是瑞典生產的改型P20鋼，較P20有更高的淬透性，調質後可在大截面尺寸保持硬度均勻壹致，亦在我國得到較廣泛地使用。
2易切削預硬鋼
為了改善預硬塑料模具鋼的被切削性能，可加入易切削元素。美國、日本、德國都發展了壹些易切削預硬鋼。國外易切削預硬鋼主要是S系，也有S-Se系、Ca系。但Se價格較貴。S系易切削鋼的各向異性較大，在截面增大時，硫化物的偏析比較嚴重。
我國研制了壹些含硫易切削預硬塑料模具鋼，如8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）和S-Ca復合易切削塑料模具鋼5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）。5NiSCa鋼采用了S-Ca復合易切削系和噴射冶金技術，改善了硫化物的形態、分布和鋼的各向異性,在大截面中硫化物的分布仍比較均勻。5NiSCa鋼有高的淬透性和鏡面拋光性，模具硬度為35~45HRC時，可順利進行各種加工。
3非調質塑料模具鋼
這種鋼不經調度處理，鍛、軋後可達到預硬硬度，有利於節約能源、降低成本、縮短生產周期。我國開發的這類鋼有：中碳錳硼系空冷貝氏體鋼、可用於制作塑料模和橡膠模；非調質塑料模具鋼2Mn2CrVTiSCaRe(FT),鋼中加入S、Ca、Re做為易切削元素，比S-Ca復合系易切削鋼有更好的切削性能；低碳MnMoVB系非調質貝氏體型大截面塑料模具鋼（B30），鋼中加入S、Ca作為易切削元素，工業試生產表明400mm厚板坯熱軋後空冷，硬度沿截面分布較均勻。
4時效硬化鋼
我國開發了幾種低鎳時效硬化鋼，這些鋼經調質後進行機械加工，再經時效，通過析出金屬間化合物提高硬度，熱處理後變形很小。時效硬化鋼適於制作高精度塑料模具、透明塑料用模具等。
這類鋼有25CrNi3MoAl、10Ni3Mn2AlCu（PMS）和06Ni6CrMoVTiAl等鋼。這些鋼經調質後，硬度為20~30HRC，可進行機械加工，再經時效，硬度可達38~42HRC、。
5耐蝕塑料模具鋼
塑料制品在以化學性腐蝕塑料為原料時，模具需具有防腐蝕性能，壹般采用耐蝕鋼制造模具，此時還要求有較好的耐磨性。常用的鋼種為4Cr13(420)、9Cr18、17-4PH。PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)是我國開發的壹種耐蝕塑料模具鋼，有較好的綜合力學性能良好的抗蝕性。
硬質合金和鋼結硬質合金
硬質合金是用粉末冶金方法制造的壹類復合材料。硬質合金的硬度很高、耐磨性好，有高的彈性模量和高的使用工作溫度。用於制作某些模具，模具使用壽命可提高數倍、數十倍以上。但硬質合金較脆，抗彎強度和韌性較差，且不能進行機械加工。硬質合金作為模具材料，主要用於拉絲模具、受沖擊力不大的冷擠和冷沖模具等。目前,我國已可生產各類牌號的硬質合金，基本上可以滿足國內市場的需要。
為了滿足制造集成電路板鉆孔用的微型鉆頭、計算機用的點陣打印針、精密工模具等的需要，近年來，各國都研制出壹些微晶（WC晶粒小於1微米）和超細晶粒硬質合金（WC晶粒小於0.6微米）,傳統的硬質合金中，WC晶粒尺寸為1.3～1.5微米。超細晶粒硬質合金彌補了常規硬質合金的許多不足，擴大了其應用範圍，在制造耐磨耐沖擊工模等方面取得了良好的效果。我國壹些研究單位和硬質合金廠已研制出多種牌號的微晶硬質合金和超細晶粒硬質合金。開發高性能超細晶粒硬質合金目前仍是硬質合金研究的熱點。
鋼結硬質合金是以碳化物為硬質相，鋼作粘接相形成的復合材料。鋼結硬質合金有良好的耐磨性，其強度和韌性壹般高於硬質合金，並具有可熱處理性、可切削加工性、可鍛性和可焊性這樣壹些工藝性能。模具是鋼結硬質合金的主要應用領域。我國於60年代開始研制這種材料，已研制成多種牌號的鋼結硬質合金，用作模具的鋼結硬質合金，硬質相主要用TiC和WC，鋼的基體主要采用低合金鉻鉬鋼、中高合金工具鋼或高速鋼，如TiC系的GT35、R5、D1、T1和WC系的TLMW50、GW50、GJW50。鋼結硬質合金已用於制作冷鐓模、擠壓模、拉伸模、沖裁摸、拉絲模、熱鐓模等。
粉末冶金技術的發展和熱等靜壓的應用，導致七十年代無偏析粉末高速鋼的生產和使用，其主要特點是強韌性、可磨削性、等向性、熱處理工藝性都優於壹般高速鋼，並有比較高的使用壽命。以後用此技術生產常規工藝無法生產的高碳高釩高耐磨冷模具鋼，這類鋼有較好的切削加工性和磨削性能，並有較好的韌性，制成的模具使用壽命與壹些硬質合金相近。國外已生產多種牌號的粉末冶金高耐磨冷模具鋼，國內尚少研究。