对于复杂、精密、高寿命的塑料模具，模具材料在使用状态下必须有高的综合力学性能，为此必须进行最终热处理。但是，采用一般的最终热处理工艺，往往导致模具的热处理变形，模具的精度很难达到要求。
时效硬化型塑料模具钢在固溶处理后变软(28~34HRC)，可进行切削加工，待加工成形后进行时效处理，可获得很高的综合力学性能，时效热处理变形很小；优点：可切削、力学性能好、变形很小 焊接性能好、可进行渗氮等；应用：宜制造复杂、精密塑料模具。分类：马氏体时效钢 、析出硬化型时效钢。

马氏体时效钢
        马氏体时效钢具有高比强度、良好的可加工性和焊接性，简单的热处理制度等优点，受到宇航工业的高度重视，得到了迅速的发展。典型钢号是18Ni，屈服强度级别有1400MPa、1700MPa、2100MPa三个级别，可分别简写为18Ni140级、18Ni170级、18Ni210级，也分别对应国外的18Ni250级、18Ni300级、18Ni350级；典型牌号有18Ni140、 18Ni170、18Ni210、06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）等。
⒈马氏体时效硬化型塑模钢---18Ni：18Ni类钢的化学成分和力学性能：Ni、Co、Mo、Ti、Al
合金化原则与强化机理：大量加入Ni:确保固溶处理（淬火）后,能获得单一的马氏体组织、Ni与Mo相互作用形成时效强化相Ni3Mo， Ni≥10％后，还可大大提高断裂韧度。强化元素：Co 、Mo、Ti、Al；强化机理：其强化相为金属间化合物：Ni3Mo、Ni3Al、Ni3Ti或NiAl 等。碳对钢的强度影响很大，即使含极少量碳元素，也会使M强度显著提高。但碳的含量增至0.03%，又会降低钢的屈服强度。故M时效钢的碳含量不宜超过0.03%；马氏体时效钢即使很慢冷却也只能产生马氏体，不会出现淬透性不足的问题。
应用：18Ni 类低碳马氏体时效钢主要制造高精度、超镜面、型腔复杂性、大截面、大批量生产的塑料模具。但这类钢价格昂贵，应用受到限制。
⒉马氏体时效硬化型塑模钢---06Ni（06Ni6CrMoVTiAl）：此钢属低镍无钴马氏体时效钢。
优点：价格比18Ni低得多，热处理变形小。固溶工艺：850℃×1h。（1）空冷26~28HRC；（2）油冷24~25HRC；（3）水冷22~23HRC。固溶后的冷却速度越快，硬度越低，但时效后的硬度却越高。时效工艺：520 ℃×6h，硬度为43~48HRC；组织：板条M加析出的强化相(Ni3Al、Ni3Ti、TiC、TiN)；性能：具有良好的综合力学性能和一定的耐蚀性能，并可以进行渗氮、镀铬。应用：化工、仪表、轻工、电器、航空航天和国防工业部门等，用以制作磁带盒、照相机、电传打字机等零件的塑料模具。制作的磁带盒塑料模具使用寿命可达200万次以上。

析出硬化型时效钢
        析出硬化型：析出硬化型时效钢所含的合金元素比马氏体时效钢少，特别是Ni含量少得多。在固溶处理状态下硬度为30HRC左右，可以进行切削加工，制成模具后再进行时效处理，使硬度达到40HRC左右。时效变形量很小，约在0.01％左右，适宜制造高硬度、高强度和高韧性的精密塑料模具。固溶处理的目的在于得到细小的板条马氏体，以提高钢的强韧性；固溶淬火后的马氏体硬度较高，需进行高温回火降低硬度。高温回火工艺的选择原则，既要使马氏体充分分解，又要避免NiAl相的脱溶析出。钢材的最终性能是通过时效处理得到NiAl相而强化。
⒈25CrNi3MoAl钢：
低Ni无Co型Ni-Mo-Al系析出硬化型马氏体时效钢，适于制造变形率低、镜面要求高或要求光刻花纹的普通及精密塑料模具，经软化处理后，可通过冷挤压成形。因含Ni量低，价格远低于马氏体时效钢，也低于超低碳中合金时效钢。调质硬度为230~250HBS，有良好的切削加工性能和电加工性能，时效硬度为38~42HRC，时效变形≤0.05％。镜面研磨性好，表面粗糙度可达Ra0.2~0.025微米，表面光刻侵蚀性好，光刻花纹清晰。焊接修补性好，时效后焊缝硬度和基体硬度相近。热处理工艺：调质工艺：880℃固溶，水淬或空冷，48~50HRC，680℃×5h回火，硬度为22~23HRC。时效工艺：成形后540×6h时效，39~42HRC，时效变形率约为－0.039%。因时效温度范围与渗氮温度范围一致。故两者可同时进行，从而提高模具表面的耐磨性和抗咬合能力。制作高精密塑料模具时，与上述工艺相同，只需在半精加工后，进行一次650℃×1h的去应力处理，时效变形率仅为-0.01～- 0.02％。
⒉PMS---10Ni3MnCuAlMo (PMS)钢：
PMS钢属马氏体析出硬化型镜面塑料模具钢，低的含碳量，金属间化合物NiA1、CuAl、CuNi等强化。锻造工艺：加热温度为1130~1160℃，始锻温度1100~1120℃，终锻温度≥850℃，锻后灰冷。锻后不必退火，即可进行机械加工。固溶工艺：870℃×1h空淬，硬度30~35HRC时效工艺：成形后490~500℃时效，45HRC有良好的综合性能和镜面加工性能，变形极小；www.hongchao-dg.cn因含有Al，特别适宜进行表面渗氮或碳氮共渗，硬度可达1000HV以上，其时效温度与渗氮温度相近，故渗氮时可同时进行时效处理；用于要求有高镜面要求的精密模具，是理想的光学透明塑料制品的成型模具材料。焊接性能：优异，补焊硬度30HRC左右，机械加工，为模具补焊修复提供了方便。冷挤成形：碳量在下限时，PMS钢实际上是一种Fe-Ni-Al-Cu合金，可挤压成形，对于形状复杂的模具，这一优点显得特别重要。镜面性能→表面粗糙度Ra≤0.05微米，抛磨时间较45钢可缩短50%，质量比45钢高1倍。表面洁净耐蚀，图案蚀刻性能绝佳。耐蚀性→在盐酸溶液中加热沸腾时，有极好的耐蚀性能，腐蚀率只有2Crl3钢的1/6~1/8
⒊SM2---Y20CrNi3A1MnMo(SM2)钢：
SM2钢属含硫系中合金时效硬化易切削预硬钢，它具有良好的综合力学性能和加工工艺性能、优良的镜面抛光性能，可渗氮。适用于高精度模具。  
合金化原则：（1）Al，时效强化相Ni3A1。（2）Cr,↑淬透性（3）S和Mn，形成易切削相。因此，SM2钢的切削性能和淬透性优于PMS钢，但镜面性能略低。锻造工艺：与SM1钢相同，锻造加热温度为1150℃，始锻温度为l050℃，终锻温度为850℃，但锻后不必退火。固溶工艺：900℃×2h，油冷，硬度为42~45HRC，高温回火：700℃×2h回火后油冷，硬度为28HRC，具有良好的切削加工性能。时效处理：成形后500~520℃时效，硬度为40HRC，对于要求型腔表面光洁、精度较高的模具，可在此硬度下进行精加工，抛光表面。表面处理：具有良好的渗氮、氮碳共渗、离子渗氮等工艺性能。应用领域：己在纱管模、三角尺模、牙刷模、相机模、玩具模、线路板模等方面得到了广泛应用，完全可以取代进口材料。