P20和P15钢材的区别

化学成分差异

P20 钢材
P20 属于预硬型塑料模具钢，是我国从美国引进的常用钢种。其化学成分主要包括：碳（C）含量在 0.28% - 0.40%，硅（Si）为 0.20% - 0.80%，锰（Mn）0.60% - 1.00%，铬（Cr）1.40% - 2.00%，钼（Mo）0.30% - 0.55%，磷（P）≤0.030%，硫（S）≤0.030% 。这种成分组合赋予了 P20 良好的综合力学性能，其中铬和钼元素有助于提高钢的淬透性，使较大截面尺寸的钢材也能获得均匀的硬度，同时增强了钢的耐磨性和回火稳定性。
P15 钢材
P15 钢材的具体成分因生产标准和厂家不同存在一定差异，但总体上，它以碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）为基础元素，可能还含有适量的铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）等合金元素。以一种常见的 P15 配方为例，碳含量在 0.15% - 0.25% 左右，相比 P20 钢材，碳含量较低，这对其性能产生了重要影响。较低的碳含量使得 P15 钢材在韧性方面具备一定优势，同时在某些加工工艺下，有利于改善钢材的冷成型性能。

性能特点对比

硬度与耐磨性
P20 钢材经过预硬化处理，出厂硬度一般在 HRC28 - 34 之间，具备较好的硬度和耐磨性，能够承受模具使用过程中的磨损，适用于一般塑料模具的成型工作，满足塑料制品生产对模具表面硬度和耐磨的基本需求 。
P15 钢材由于碳含量相对较低，其硬度通常低于 P20，耐磨性也稍逊一筹。在面对对硬度和耐磨性要求较高的模具应用场景时，P15 可能无法像 P20 那样长时间保持模具表面的完整性和精度，容易出现磨损较快的情况，导致模具寿命缩短。
韧性
P20 钢材具有一定的韧性，在承受一定冲击力时不易发生脆性断裂，但其韧性并非特别突出。在一些对韧性要求极高、需要频繁承受较大冲击载荷的模具应用中，P20 可能存在一定局限性。
P15 钢材因碳含量低，其晶体结构相对更为均匀，位错运动阻力较小，使得它在韧性方面表现较为出色。在需要模具具备良好抗冲击能力的场合，如冷冲压模具，P15 能够更好地吸收冲击能量，降低模具因冲击而产生裂纹甚至断裂的风险，从而提高模具的可靠性和使用寿命。

加工性能

P20 钢材具有良好的加工性能，易于进行切削、钻孔、铣削等操作，能够满足模具制造中复杂形状的加工要求，这得益于其适中的硬度和组织均匀性。此外，它还具有良好的抛光性能，能够通过抛光处理获得高质量的模具表面，这对于生产表面质量要求高的塑料制品，如光学镜片模具、精密塑料外壳模具等非常关键。
P15 钢材的加工性能也较为不错，特别是在冷加工方面，由于其良好的韧性，在冷成型过程中不易出现开裂现象，适合进行冷冲压、冷弯曲等加工工艺。但在某些热加工工艺中，P15 可能需要更精确地控制温度和加工参数，以避免因温度不当导致钢材性能发生不利变化。
耐腐蚀性
P20 钢材本身的耐腐蚀性并不突出，在塑料制品生产过程中，如果遇到含有腐蚀性添加剂的塑料原料，P20 模具可能会受到一定程度的腐蚀，影响模具的使用寿命和制品质量。不过，通过后续的表面处理，如氮化处理等，可以在一定程度上提高其耐腐蚀性 。
P15 钢材在耐腐蚀性方面也没有明显的固有优势，与 P20 类似，在一些腐蚀性环境下，需要借助额外的防护措施来增强其耐腐蚀性。但由于两者成分的细微差异，在特定的腐蚀介质中，它们的耐腐蚀表现可能会略有不同。

加工工艺不同

P20 钢材
锻造时，加热温度为 1100 - 1150℃，始锻温度 1050 - 1100℃，终锻温度≥850℃，锻后空冷。退火处理时，加热温度 850℃，保温 2 - 4 小时，等温温度 720℃，保温 4 - 6 小时，炉冷至 500℃后出炉空冷。淬火加热温度 860 - 870℃，采用油淬方式，回火温度在 540 - 580℃。若要提高模具寿命至 80 万模次以上，可对预硬态的 P20 钢进行淬火加低温回火处理，淬火前先在 500 - 600℃预热 2 - 4 小时，然后在 850 - 880℃保温至少 2 小时，油冷至 50 - 100℃后出油空冷，淬火后硬度可达 50 - 52HRC，随后立即进行 200℃低温回火，回火后硬度可保持在 48HRC 以上。此外，P20 钢还可进行氮化处理，氮化后表层硬度达到 650 - 700HV（57 - 60HRC），模具寿命能提升至 100 万次以上，且氮化层组织致密、光滑，可改善模具的脱模性及抗湿空气和碱液腐蚀性能 。
P15 钢材
其锻造工艺与 P20 有一定区别，加热温度、始锻和终锻温度等需要根据具体的成分和性能要求进行调整。一般来说，由于其碳含量较低，在锻造过程中对温度的控制精度要求相对较高，温度过高可能导致晶粒粗大，影响钢材性能；温度过低则可能增加锻造难度，甚至出现锻造缺陷。在热处理方面，P15 钢材的淬火和回火工艺也与 P20 不同，其淬火温度通常相对较低，回火工艺则需根据具体的使用要求和硬度目标来确定，以获得良好的综合性能。

应用场景区别

P20 钢材
适用于制造大中型和精密塑料模，像电视机前壳、电话机、饮水机、吸尘器等塑料模及模架，以及热塑性塑胶注塑模具、挤压模具、吹塑模具等。同时，由于其可用于压铸低熔点金属（如锡、锌、铅、铅合金）的模具，在一些小型压铸模具领域也有应用 。
P15 钢材
凭借良好的韧性和冷加工性能，常用于冷冲压模具，如汽车覆盖件冷冲模、电子元器件冲压模等，能够在冷冲压过程中有效抵抗冲击，保证模具的正常使用。在一些对强度和韧性有综合要求，且需要进行冷成型加工的模具制造中，P15 也具有一定的应用优势。

成本差异

P20 钢材由于其广泛应用和成熟的生产工艺，市场供应较为充足，成本相对较为稳定且适中。在塑料模具钢领域，它是一种性价比比较高的选择，能够满足大多数常规塑料模具制造的需求，同时不会给企业带来过高的材料成本压力 。
P15 钢材的成本受其成分和生产工艺的影响，在某些情况下，由于其对生产工艺控制要求较高，或者所含合金元素的市场价格波动，可能导致其成本与 P20 有所不同。如果市场上 P15 钢材所需的特定合金元素价格上涨，或者其生产过程中的能耗、加工难度增加，都可能使得 P15 钢材的成本相对提高。但在一些对韧性要求高且产量较大的模具生产中，通过合理的工艺优化和规模化采购，P15 也能在一定程度上控制成本，展现出良好的经济性。
P20 和 P15 钢材在化学成分、性能特点、加工工艺、应用场景及成本等方面存在诸多区别。在模具制造过程中，需要根据模具的具体使用要求、加工工艺条件以及成本预算等因素，综合权衡选择合适的钢材，以确保模具能够高效、稳定地运行，生产出高质量的产品。