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　　热作模具工作要求热作模具除具有较好的加工工艺性能外，通常是规定在各个环境温度环境下具备强的抗压强度、韧性、强度及耐热性。这种性能主要是由钢的化学成分和冶炼厂生产加工及其热处理工艺来决定的。

　　热作模具钢按合金成分及热处理工艺后性能分成低耐高温高耐磨热作模具钢、中耐高温延展性钢、高耐温性钢及其特殊功能热作模具钢。

　　1、高耐磨热作模具铝的运用

　　该类钢中碳的含量一般在0.5﹪上下，合金成分总质量浓度3﹪上下，主要运用于热锻模具。传统热锻模具钢有5CrMnMo、5CrNiMo等，这类钢有良好的淬透性、冲击性性能不错、传热性能好、有较高的热疲劳抵抗力，在400℃上下工作性质下能够承受激冷骤热的情况，一般模具不得超过250mm淬透，不然核心位置会有常压变化物质。

　　因为淬透性限制，伴随着控制模块截面的扩大，规定进一步提高模具原材料的淬透性，以便模具的芯部能够获得相对较高的均匀性能。为了解决该问题，世界各国研制出一系列提升铝合金含量高淬透性模具钢，如国产3Cr2MoWVNi钢、5Cr2NiMoVSi钢、4CrMnSiMoV钢等，这种钢都为在5CrNiMo的前提下适当调整含碳、提升Cr、Mo的含量并加入适量V和Si，提升了铝的淬透性。这些新研制出高耐磨热作模具钢淬火环境温度宽、淬透性好、持续高温强度大，而且具有较好的延展性、耐热性、抗冷热交替疲劳和耐热损坏等性能，在中小型热锻模中使用，比5CrMnMo、5CrNiMo钢制造出来的模具，使用寿命存在一定提升。

　　2、中耐高温延展性铝的运用

　　中耐高温延展性钢的特点就是碳质量浓度比较低（一般为0.3﹪~0.5﹪），合金成分含量中等水平，含有大量的Cr、W、Mo、V等渗碳体产生原素，Cr含量比较高一般为w cr =3﹪~5﹪。 w Mo =1﹪~3﹪，Cr和Mo使铝的淬透性进一步提高； 带有V使钢具有较强的抗超温敏感度，对提升模具的热硬性和热强性很有效，在500~600℃具有很高的强度热强性和耐磨性能，更高达650℃。此类钢淬透性非常好，对100mm厚产品工件风冷既可以淬透，其综合性性能好。在GB1299—2000规范中属这类的钢材型号有：4Cr5MoSiV钢、4Cr5MoSiV1钢、4Cr3Mo3SiV钢、3Cr3Mo3W2V钢、4Cr5W2VSi钢等，这类钢各自用于制作热挤压模、精锻模、稀有金属压铸模具等，具有良好使用效果。

　　3、高耐磨钢的使用

　　高耐高温性能热作模具钢碳含量不太高，但合金成分含量高，大部分模具铝的铝合金元素的质量成绩为8﹪~10﹪，有些达11%，这类钢有强的耐温性，即强的持续高温强度持续高温强度，还可以在600~700℃的高温环境工作中，并且具有强的耐温性，淬透性好，具有强烈的二次硬化实际效果，好一点的淬火抵抗力，相对较高的耐疲劳性和断裂韧度。高耐温性钢适用要求严格耐温性、耐磨性能、延展性规定比较低、样子不太复杂了的模具。关键用于制作冲压机镦锻模，连续挤压机上生产加工高强度钢板、不锈钢板、钛金属、耐磨合金钢等规格低于150mm的模具、压铸模具及其比较高操作温度（600~690℃）、高损坏环境下相关工作的热作模具。

　　传统热作模具钢3Cr2W8V钢具备上述特点，可在600~650℃环境下长期性服现役，因而广泛用于高耐高温热作模具。但是该钢假如冶炼厂不合理、浇铸比较大、铸模温度太高及钢液超温时，3Cr2W8V铸钢件里的原素缩松较为严重，碳化物渗碳体的总数会增加，从而造成模具脆裂损毁事故经常发生。并且高钨钢材料有渗碳趋向，这也是模具损坏快、表面起泡比较严重、表层初期发生热疲劳裂纹的原因之一。

　　为了解决这类问题，中国研制出一些新的钢材牌号：如HD钢和Y系列产品钢。

　　HD(4Cr3Mo2NiVNb)钢是为适应700℃上下操作温度而研发的新式高耐温性钢。HD钢要在4Cr3Mo3V钢的前提下，适当调整Mo、V的含量，添加质量浓度为wNi=1﹪、wNb=0.15﹪，提升了铝的持续高温延展性及耐热性，在700℃仍能保持40HRC硬度。在强度相同条件下，HD钢比3Cr2W8V铝的断裂韧度高50﹪，700℃高热时抗压强度高70﹪，冷热交替疲惫抵抗力和热磨损性能各自高于1倍和5﹪，用之制作出来的挤压成型模具使用期限也高过3Cr2W8V钢。

　　Y系列产品模具钢是对于压铸模具特性融合我国矿产资源而研发的全新钢材牌号。Y10（4Cr5Mo2MnVSi）钢淬透性好，主要运用于铝合金铸造模。与Y10钢对比，Y4（4Cr3Mo2MnVNbB）钢里的Cr、Si含量下降，渗碳体不均匀性降低，并且以硼来提升淬透性和热强性，添加少量铌可以提高M6C和MC型渗碳体的稳定，因而能细化晶粒，减少超温敏感度，提升热强性和耐热性，适合于熔液温度在880~960℃的合金材料热压铸模具。Y系列产品钢用以压铸模具上，使用寿命较3Cr2W8V钢有非常大的提升。

　　4、特殊功能热作模具铝的运用

　　新技术应用、新技术的高速发展对模具提出了更高要求，一些一般热作模具钢已经无法满足其应用规定，需要采取独特性钢制作热作模具，才能使模具做到其技术标准从而使使用寿命进一步提高。下边简略进行讲解：

　　（1）奥氏体型热作模具铝的运用

　　为了实现持续高温、耐腐蚀、抗氧化性规定而引进奥氏体型耐磨钢，其中还有铬镍系马氏体不锈钢耐磨钢，如Cr14Ni25Co2V、4Cr14Ni14W2Mo；及其高锰奥氏体钢，如5Mn15Cr8Ni5Mo3V钢、7Mn10Cr8Ni10Mo3V钢、7Mn15Cr2AlV2WMo钢等。这种奥氏体型耐磨钢做为热作模具原材料已经渐渐赢得了广泛运用。

　　（2）硬质合金刀具及钢结硬质合金的使用

　　硬质合金刀具生产制造热作模具可以直接煅烧成型，无需要机械加工制造和热处理工艺。钢结硬质合金刀具介于硬质合金刀具和工模具钢间的一种新模具原材料（冷模具钢运用中已详细介绍），适宜制做热挤压模、热冲孔模，热平锻模等，模具使用期限进一步提高。

　　（3）进行析出沉淀硬化型热作模具钢

　　该类钢在制造出来的热作模具表层在使用过程中因为铝合金渗碳体和金属间化合物的进行析出，强度提升，适合制做高精密繁杂热作模具，因为硬度高，耐磨性能好而模具芯部依然保持原先的组织与高耐磨，从而提高模具的使用期。

　　在我国研制出PH（2Cr3Mo2NiVSi）钢属于典型的进行析出硬底化型热作模具钢。

　　（4）弹簧钢型耐磨钢和冷热交替兼用型基材铝的运用

　　规定高烧高的热作模具可以选用W18Cr4V钢；规定承担一定冲击负荷的热处理模具可以选用W6Mo5Cr4V。弹簧钢做为热作模具使用中，操作温度达到600~700℃，具备高韧性，好一点的热硬性，但延展性较弱。

　　基材钢中较多钢材牌号能够用作冷工模具建筑用钢和热作模具用钢，如LM1钢、LM2钢、CG-2钢、RM-2钢、012A1钢和5Cr4W2Mo2SiV钢等，适合于挤压成型模具和精锻模，使用寿命高过3Cr2W8V钢。

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