模具鋼是模具工業(yè)的主體材料，根據模具的服役條件、環(huán)境和狀態(tài)的不同，模具鋼應具備不同的特性。在工業(yè)生產中，模具使用壽命和制成零件的精度、質量、外觀性能，除與模具的設計技術、制造精度，以及機床精度和制造操作有關外，正確地選用模具材料和正確地執(zhí)行熱處理工藝也是至關重要的，資料顯示，模具早期失效因材料選擇不當和材料內部缺陷引起的大約點10%左右，而由熱處理不當引起的約占49%。
 
硬度是模具材料和成品模具的重要性能指標。模具在工作時的受力狀態(tài)是復雜的，如熱作模具通常是在交變的溫度場下承受交變應力作用，因此它應具有良好的阻止模具轉變成較軟或塑性狀態(tài)的能力，并且在長期工作環(huán)境下仍保持模具的形狀和尺寸精度不變。一般成品模具的硬度，冷作模具常選擇在59-60hrc，熱作模具常選擇在48hrc左右。
 
耐磨性也是成品模具的重要性能指標。零件成形時金屬和模具型腔表面發(fā)生相對運動，磨損了型腔表面，至使模具的尺寸形狀、精度和表面粗糙度發(fā)生變化而失效。模具的耐磨性是由模具的熱處理，特別是表面熱處理決定的，評估模具耐磨性好壞的主要依據是硬度。
 
模具鋼的硬度測試主要針對三種情況，即模具鋼材料的硬度檢測，經過熱處理的半成品模具的檢測硬度及要求高耐磨性的模具表面熱處理后的表面硬度的檢測。
 
供貨狀態(tài)的模具鋼主要是經過鍛造的鋼板、鋼塊或鋼棒，一般以退火狀態(tài)供貨。某些塑料模具鋼還以預硬狀態(tài)（調質處理）供貨，用戶可直接加工成模具而不必進行后續(xù)熱處理。模具鋼按鋼種分類可分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼，中國標準對于各種模具鋼都規(guī)定了出廠硬度要求，要求對鋼材的退火硬度和試樣淬火硬度進行檢驗。
 
中國標準gb/t1298-1986《碳素工具鋼技術條件》規(guī)定，退火狀態(tài)供貨鋼材，對于t7-t13各種不同牌號，硬度值應分別小于187-217hbs，試樣淬火硬度應大于62hrc。中國標準gb/t1299-2000《合金工具鋼》規(guī)定，退火狀態(tài)供貨的鋼材，對于不同的牌號，硬度值應小于某個數值或在某個硬度區(qū)間內，例如：9sicr硬度為197-241hbw，cr12硬度為217-269hbw，cr5mo1v硬度≤255hbw。試樣淬火硬度根據不同的牌號，一般應在53-64hrc之間。中國標準gb/t9943-1988《高速工具鋼棒技術條件》規(guī)定，退火鋼材硬度應小于255-285hbs，淬火回火鋼材硬度應大于63-66hrc。
 
按照標準的要求，出廠狀態(tài)的模具鋼應使用布氏硬度計，測試hbs（鋼球壓頭）或hbw（硬度合金壓頭）硬度，并且只要材料具有足夠的尺寸，應盡量采用3000kg力和10mm球的試驗條件。然而模具鋼材料尺寸通常都比較大，無法直接在布氏硬度計上測試，常用的辦法是在鋼材上截取一塊樣品，經適當加工之后在布氏硬度計上測試。在少數要求不高的場合，也有人用簡易便攜式布氏硬度計或錘擊式布氏硬度計測試，但是，這些儀器誤差太大，技術指標中給出的誤差是±8%，實際應用中的誤差常常超過10%，只能給出一個粗略的結果。
 
近年來，里氏硬度計被廣泛應用，它測試快速，方便，測試值可自動轉換成布氏硬度值，因此得到一定程度的應用。但是里氏硬度計采用的是動態(tài)硬度測試原理，影響儀器準確性的因素較多，對材料表面光潔度的要求也很高，硬度值轉換的誤差也較大，因此，其精度盡管常常高于簡易便攜式布氏硬度計和錘擊式布氏硬度計，但是還要遠低于常規(guī)的布氏和洛氏硬度計。好在模具鋼材對硬度測試的精度要求也不高。
 
2008年國內出現了一種phb150型便攜式布氏硬度計，這種儀器以剪力銷控制試驗力的大小，試驗力的誤差可控制在±0.5%以內。布氏硬度測試精度與臺式布氏硬度計相同。儀器主要結構是一個c型框架，c型框架的開口尺寸是150mm，被測鋼材只要能放到儀器開口之內都可以在現場快速測試布氏硬度。儀器試驗力是1580kg，壓頭球面直徑是φ7.26mm，f/d2值等于30，根據布氏硬度計的相似性原理，試驗條件相當于3000kg力和10mm球。當模具鋼塊的厚度大于150mm時，儀器的測試頭還可以取下來當作錘擊式布氏硬度計使用。它只要接觸鋼塊的一側就可以測試，可以測試任意大的模具鋼塊。測試精度可達到±5%。

2009年國內又出現了一種phr系列大型便攜式洛氏硬度計，這種儀器也可以用于模具鋼材的硬度檢測。供貨狀態(tài)的模具鋼硬度在187-285hbs之間，可以用洛氏硬度計的hrb及hrc標尺來測試。測試后根據中國標準gb/t1172-1999 《黑色金屬硬度與強度換算表》，經查表將洛氏硬度值換算成布氏硬度值，仍然具有相當高的精度。這種洛氏硬度計也是采用了一個c型架結構，c型架開口尺寸為200mm或500mm，模具鋼的厚度只要小于這個尺寸就可以測試，經中國計量院檢測，儀器測試精度可以達到1.0hrc，換算成布氏硬度的誤差大約是5-7hbw。
 
完成了機械加工的模具鋼材料要進行淬火回火處理，再經過精磨和拋光就可成為成品模具。淬火回火處理后的模具硬度檢測更為重要，因為這時的材料硬度是一個非常重要的質量指標，它在很大程度上決定了成品模具的使用壽命。淬火回火的模具料要求使用洛氏硬度計，測試hrc洛氏硬度值。模具成品需要具有的綜合力學性能，既要有足夠的硬度，同時還要有一定的韌性，而硬度和韌性是一對矛盾，為了在具有合理韌性的條件下，便模具具有較高的硬度，的硬度值就會被限制在一個比較窄的范圍內，通常只有2-4個hrc單位。
 
成品、半成品模具的硬度測試是一個難于解決的問題。一直沒有一個較為理想的解決方案。只有少數體積和重量較小的模具可以搬到臺式洛氏硬度計上測試。而大多數情況下的通常做法是，在近似相同的工藝條件下制作一個工藝試片，用工藝試片的硬度代表模具的硬度，然而二者之間常常還存在較大的差異，這種方法也不夠理想。
 
里氏硬度計為成品、半成品模具的硬度測試提供了一個解決方案，可以先測試模具的里氏硬度，然后再換算成hrc洛氏硬度。盡管里氏硬度計誤差較大，但是還是目前模具行業(yè)應用Zui為普遍的硬度測試方法，據了解，里氏硬度計應用Zui廣泛的領域就是模具行業(yè)。如前面所述，成品、半成品模具合理的硬度范圍是比較窄的，里氏硬度計不能滿足這樣的精度要求。但是這就是目前模具行業(yè)的現狀，沒有更好的解決辦法。
 
phr系列大型便攜式洛氏硬度計恰好可以解決上述問題。這種儀器使用起來簡單方便，精度可達到±1.0hrc，遠高于里氏硬度計。儀器開口尺寸目前是200mm和500mm（國外同類儀器的Zui大尺寸只有200mm）。實測數據表明，儀器的測試精度與c型框架的大小無關。原則上可以制造開口尺寸更大的儀器，可以測試更大的模具。許多模具真正需要測試硬度的型腔距模具邊緣要有一定的距離，為了適應模具行業(yè)的這一特點，phr系列大型洛氏硬度計在設計時特別加大了c型框架的深度，Zui大深度可達到300mm，這樣只要模具的型腔距模具邊緣的距離小于300mm，就都可以使用這種儀器。
 
2009年，國內又生產了一種phr-100型磁力式洛氏硬度計。這種儀器利用兩個磁力吸盤將洛氏硬度計測頭固定在鋼鐵工件表面，無需移動工件，只要接觸工件一側既可完成硬度檢測，儀器完全按照洛氏硬度試驗國家標準設計，測試精度符合國家標準gb/t230-2004，經中國計量院檢測，誤差不大于1.5hrc。只要工件有足夠的試驗面積（平面≥60mm×180mm,可擴展到≥20mm×180mm；曲面直徑≥φ100mm，可擴展到≥φ50mm），就可實現現場的硬度檢測。這是一種全新的硬度計，國外還沒有出現。這種儀器非常適合測試模具硬度，儀器測試快速，簡便，重現性好，精度遠高于里氏硬度計。
 
一些要求心部具有一定的韌性，表面又要求具有高的硬度和耐磨性的模具，要進行表面的滲碳、滲氮或激光淬火處理，表面硬化處理的模具需要測試模具的表面硬度。滲碳層通常較厚，當滲碳層厚度大于0.8mm時，可直接用洛氏硬度計，測試hrc硬度。當滲碳層厚度在0.6-0.8mm時，可以采用洛氏硬度計的a標尺。a標尺的試驗力較小，只有60kg（c標尺試驗力是150kg），可以在模具表面壓一個較淺的壓痕，不至于將硬化層壓透，硬度測試更準確。測得的hra硬度值可方便地通過查表換算成hrc硬度值。對于較薄的滲碳層或滲氮層，只要厚度大于0.1mm，都可以采用表面洛氏硬度計。表面洛氏硬度計的試驗力只有15kg、30kg或45kg。表面洛氏硬度壓痕更小，例如，模具硬度為60hrc時，表面洛氏硬度值為90.6hr15n，壓痕深度等于（100-90.6）x0.001mm=0.009mm，這樣的壓痕肉眼幾乎難于分辨。因此表面洛氏硬度計還可以測試成品模具，測得的硬度值也可以換算成hrc硬度值。
 
目前，有一種磁力式表面洛氏硬度計正在研制。這種儀器結構如phr-100型，但是更加小巧輕便，重量小于2.5kg，測試面積要求為：平面：≥40-120mm，曲面直徑≥φ50mm。儀器精度符合國家標準gb/t230-2004，與臺式機相同，儀器非常適于測試大中型模具上的滲氮層，激光淬火層等較薄硬化層的硬度，也適于成品、半成品模具以及成品軸類、軋輥等要求壓痕盡量小的場合。
 
當滲氮層厚度小于0.1mm時就只能利用工藝試片了。在與模具相同的工藝條件下做一塊試片，以試片上硬化層的硬度代表模具滲氮層硬度，將試片放到小負荷維氏硬度計上測出表層硬度值既可。
 
硬度是模具鋼Zui重要的性能。模具的熱處理質量和使用性能通常都以硬度作為判斷的依據。為了照顧到韌性等其他性能，模具硬度的范圍是一個比較窄的區(qū)間，因此，如何能在現場使用便攜式儀器快速、地測試模具硬度在模具制造和使用單位具有十分重要的意義。它可以提升模具產品的質量，提升模具制造的技術水平，延長模具壽命。