热变形模具钢详细分类
模具钢材选用.doc
模具钢材选用·doc模具钢材选用一、引言模具钢材是用于制作模具的重要材料，其质量和选用对模具的性能和寿命具有重要影响。
本文将详细介绍模具钢材的选用方法和注意事项。
二、模具钢材的分类根据使用要求和材料特性，模具钢材可以分为以下几类：1·冷作模具钢：适用于冷作模具，如冲压模具、弯曲模具等。
2·热作模具钢：适用于高温条件下的模具，如压铸模具、热剪模具等。
3·塑料模具钢：适用于塑料制品的模具，如注塑模具、吹塑模具等。
4·特殊用途模具钢：适用于特殊需求的模具，如引导模具、电子模具等。
三、模具钢材选用方法1·根据模具种类和工作环境选择合适的材料。
2·考虑模具的使用寿命和生产批量，选择耐磨性和耐腐蚀性良好的材料。
3·根据模具的尺寸和复杂度，选择具有良好加工性能的材料。
4·考虑模具的强度和韧性要求，选择具有合适力学性能的材料。
5·考虑成本和经济性，选择合适的材料。
四、模具钢材的常用品牌和性能1·冷作模具钢常用品牌：H13钢、D2钢、S7钢等。
具有较高硬度和耐磨性，适用于冷作模具。
2·热作模具钢常用品牌：H11钢、H13钢、718钢等。
具有较高耐热性和耐蚀性，适用于热作模具。
3·塑料模具钢常用品牌：P20钢、2311钢、2738钢等。
具有较高韧性和良好加工性能，适用于塑料模具。
4·特殊用途模具钢常用品牌：S136、NAK80、420等。
具有特殊要求的模具，根据具体需要选择合适的材料。
五、模具钢材的热处理1·淬火：根据不同材料和要求，进行适当的加热温度和保温时间，使材料达到适当的硬度。
2·回火：对淬火后的材料进行回火处理，提高材料的韧性和抗冲击性。
六、模具钢材的表面处理1·氮化处理：通过在模具表面形成一层氮化层，提高模具的硬度和耐磨性。
2·电镀处理：通过在模具表面电镀一层金属材料，提高模具的防锈性和耐腐蚀性。
模具钢材
一. 模具钢材分类1. 常规按化学成分来分：（1）碳素钢：S50C、S55C （2）合金钢：ⅰ低合金钢（≤5%）；ⅱ中合金钢（5%～10%）；ⅲ高合金钢（＞10%）。
2. 按使用情况来分：（1）塑胶模具钢，（2）冷作模具钢，（3）热作模具钢●一般塑胶模具钢以预硬态出厂，热作及冷作钢以退火态出厂。
3. 美国是最早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家，以P来表示为主，共分为五类。
渗碳型塑料模具钢：P1,P2,P3,P4,P5,P6。
这类钢含碳量很低，主要是美国早期及用挤压成型制模法，要求冷塑性好，有高的挤压性能，成型后表面渗碳淬火提高表面硬度，使用寿命长。
芯部超低碳可使淬火时变形量最小。
调质型塑料模具：P20,P21。
目前塑料模具中P20的用量很大，已成为主体，大多数在预硬状态时使用。
中碳合金工具钢用于热固性塑料模。
钢号有H13,而L12和S7，O1和A2也有应用。
这一类的特点是：1、基本属二次硬化金钢，500-600℃时的热强性好。
2、含铬较高，大气腐蚀性好。
3、淬透性极好，适用于大模块。
不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模，主要钢号有420,414L,440,416。
时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。
有两种，一种是P21低碳Ni-A1时效钢；另一类是18Ni 马氏体时效钢。
后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。
用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。
二. 模具钢材的选用1. 塑胶模具钢材的选用1）作为塑胶模具的选材，模具用钢材大致应满足如下要求：（1）优良机械加工性能：塑胶模具型腔的几何形状非常复杂，往往有深孔、深沟槽、窄缝等加工部位。
钢材必须具有易切削的性能。
（2）优良抛光性能：无论何种塑胶模具，其型腔的允许表面粗糙度极小，几乎都要求能做到镜面光泽。
要达到镜面光泽，首先钢材中的夹杂物要尽量少，而且不能有气泡存在，并且纤维组织均匀。
要达到镜面光泽，还有一点是钢材必须具有较高的硬度，一般不低于38HRC的硬度，最好为40～46HRC，而达到55HRC为最佳。
热作模具钢
标准钢号
国家标准GB/T 1299-2000《合金工具钢》列入了12个热作模具钢钢号。钢号分三类： 第一类是原有老钢种，如、、、等； 第二类是国内研制的新钢种，如、、、等； 第三类是从国外引进的通用钢种，如（H10）、（H11）、 （H13）、（W2）等。另外冷作模具用无磁模具 钢（），也常用于制造在700～800℃下使用的热作模具。
分类
热作模具钢的分类方法很多，可以根据合金元素含量及热处理后的性能分类，可以按用途分，也可以按合金 元素分类。
(1)按用途可分为热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸模用钢，热冲裁模用钢。
(2)按耐热性可分为低耐热钢（350～370℃）、中耐热钢（550～600℃）、高耐热钢。
(3)按特有性能分为高韧性热作模具钢、高热强热作模具钢、高耐磨热作模具钢。
热作模具钢
含碳量低耐磨性高
01 性能要求
03 标准钢号
目录
02 成分特点 04 分类
热作模具钢是指适宜于制作对金属进行热变形加工的模具用的合金工具钢，如热锻模、热挤压模、压铸模、 热镦模等。由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作，因此，要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性， 特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性和耐磨性。
(4)按合金元素分类可分为低合金热作模具钢（钨系、铬系和钼系）、中合金热作模具钢和高合金热作模具 钢（钨钼系和铬钼系）；或分为钨系热模钢、铬系热模钢及铬钨钼系热模钢。铬钨系高合金热作模具钢的高温强 度及热稳定性不及钨钼系，而冷热疲劳抗力及韧性比钨钼系高。
热作模具用钢
新型合金元素应用
研究并应用新型合金元素，优 化钢的成分和组织结构，提高 其综合性能。
表面处理技术发展
发展新型表面处理技术，提高 模具的耐磨性、耐腐蚀性和抗 热疲劳性能。
智能化制造
结合先进的信息技术，实现热 作模具用钢的智能化生产和加 工，提高生产效率和产品质量
。
06 热作模具用钢的维护与保 养
使用条件与寿命要求是热作模具用钢选用的重要依据，需要考虑模具的工作环境、温度、压力、耐磨性、抗疲劳 性能等因素。
详细描述
在选用热作模具用钢时，需要了解其使用条件，如工作温度、压力、摩擦磨损情况等。同时，需要考虑模具的寿 命要求，包括耐磨性、抗疲劳性能等，以确保模具在使用过程中能够保持优良的性能和较长的使用寿命。
锻造
锻造工艺是将轧制后的钢材加热至高温，然后通过锻锤或压力机进行塑性变形，以细化 组织、提高力学性能和耐热性。
热处理与表面处理
热处理
热作模具用钢的热处理工艺主要包括淬火和 回火，通过控制加热温度、冷却速度和回火 温度，以获得所需的硬度和韧性。
表面处理
表面处理工艺主要包括喷丸强化、渗碳淬火 和氮化处理等，以提高模具表面的硬度和耐 磨性，延长使用寿命。
采用表面强化技术，如渗碳、渗氮等， 提高模具表面的硬度和耐磨性，延长 使用寿命。
优化热处理工艺
通过合理的热处理工艺，改善模具的 组织结构和性能，提高其抗疲劳性和 韧性。
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特性
具有优良的耐热性、耐磨性和韧 性，能够承受高温和高压，保持 较高的硬度和强度，同时具备良 好的抗疲劳性能和抗氧化性能。
分类与应用
分类
根据用途和性能要求，热作模具用钢 可分为多种类型，如H13、 3Cr2W8V等。
常用模具钢类别与特点
常用模具钢类别与特点
模具钢是用于制造模具的一种钢材。
随着现代工业的发展，模具钢也越来越重要。
模具钢的品种繁多，不同的模具应选择不同的钢种。
本文将会介绍常用模具钢的类别和特点。
一、低合金冷作模具钢
低合金冷作模具钢适用于生产钣金压制件和注塑模具。
该钢种的耐磨性和耐腐蚀性都比较不错，而且硬度容易控制，因此它适用于生产大量的小型模具。
二、高碳铬钼合金冷作模具钢
高碳铬钼合金冷作模具钢硬度大、耐磨性好、韧性高，适用于生产大型工件。
三、低合金热作模具钢
低合金热作模具钢是一种常用的模具钢种。
低合金热作模具钢具有耐高温、硬度高、耐磨性好、易加工等特点，适用于生产锻模、压铸模、螺丝模等模具。
四、高合金热作模具钢
高合金热作模具钢是一种优质的模具钢材料，适用于生产高质量、高精度的模具。
该钢种的热稳定性能好，耐热性能强，使用寿命长。
五、合金工具钢
合金工具钢是一种高品质的模具钢材料，适用于生产高精度且高强度的模具。
该钢种的合金成分较高，硬度高、耐磨性好、韧性较强，适用于生产高质量的模具，如冲压模和塑料模具。
六、特殊材料
特殊材料的模具钢一般用于生产特殊形状的零件，具有良好的耐热、耐腐蚀、高强度等特性。
该钢种通常需要采用特殊的生产工艺，因此价格相对较高。
总之，模具钢的种类繁多，每种钢材都有其特殊的特点和用途。
在选择模具钢时，应根据不同的模具应用选择合适的钢种。
热作模具钢
热作模具钢一、定义什么是热作模具钢呢？大家都知道模具的用途以及制造方法不一样，我们习惯将模具材料中的模具钢分为三大类，热作模具钢就是其中之一，它是用来制造热作模具的模具钢。
综上所述，相信大家已经对什么是热作模具钢有了一定了解。
二、分类根据模具制作程序的不同可将热作模具钢分为三大类：锤锻模具钢、热挤压模具钢、压铸模具钢。
三、性能要求热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能。
对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。
这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数在0.30%~0.60%，属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共析或过共析钢。
常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。
四、典型的热作模具钢举例常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等热作模具钢。
常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。
常用的压铸模具钢有4CrW2Si、3Cr2W8V、40Cr、30CrMnSi及40CrMo。
五、用途热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。
如：热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。
常用的热作模具钢有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢；对特殊要求的热作模具钢，有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。
六、常用的进口热作模具钢进口热作模具钢在各国的牌号比较多，下面只例举几常见的牌号：H13、SKD61、2344、8407、8418、FDAC等等。
模具钢热处理
3、塑料模具的热处理 消除锻造应力； 锻造后退火 降低硬度，利于切削加工； 为随后的淬火作组织准备。 淬火及回火 淬火：提高硬度和耐磨性 回火：淬火后工件中存在很大的内应力，必须及时回火， 否则会使工件发生变形或开裂。
四、模具钢表面处理
为了提高模具的耐磨性、抗疲劳能 力及减小变形，延长模具的使用寿命， 也可采用渗氮、氮碳共渗（软氮化）和 渗硼等对模具局部表面进行化学热处理。
冷作模具钢的选择
CrWMn SKS3（日本） 不变形油钢
Cr12MoV SKD11（日本） 耐磨韧性铬钢
8407（瑞典）
３、冷作模具的制造工艺路线
（1）一般成形冷作模具：锻造→球化退火→机械加工成
形→淬火与回火→钳修装配。
（2）成形磨削及电加工冷作模具：锻造→球化退火→机
械粗加工→淬火与回火→精加工成形→钳修装配。
回火屈氏体和 回火索氏体
时间
二、冷作模具钢—制造冲压、挤压、冷镦模具
属于接近室温状态下对金属进行冷变形加工的模具。 1.冷作模具的性能要求： 高硬度 良好的耐磨性 足够的强度和韧性 2.冷作模具用钢 （类似刃具钢） 凸模 冲 孔 落 料 模
凹模
T10A、9SiCr、9Mn2V、CrWMn等都可以作为 冷作模具钢。 对于尺寸较大、重载或要求尺寸精度较高、热处 理变形小的模具，一般用Cr12、Cr12MoV等钢。
常用模具钢与热处理
模具钢：用于制造冲压模、锻模、 挤压模、 压铸模、塑料模等的钢。
根据模具的工作条件不同，可分为： 热作模具钢 冷作模具钢 塑料模具钢
一、热作模具钢——制造热锻模具和压铸模具
热作模具属于受热状态下对金属进行变形加 工的模具，也称为热变形模具。 1.工作条件及性能要求 热作模具工作的过程中受到很大的压应力、 张应力、弯曲应力及冲击应力。热作模具工作时 反复受热和冷却，易发生热疲劳而龟裂等。 故要求其具有下性能： 足够的强韧性 扳 手 热 锻 模 下 模
热作模具钢
热作模具钢2、有较高的韧性和耐冷热疲劳性能。
3、在中温条件下具有很好的韧性、热疲劳性能和一定的耐磨性。
4、空淬热处理变形小，空淬时产生的氧化皮倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。
用途：1、适用于制造铝合金型材的热挤压模与芯棒。
2、模锻锤的锻模、锻造压力机模具、精锻机用模具锤块。
3、模腔升温低于600℃的铝、铜及其合金压铸模。
2、钢材断面在80mm以下时可以淬透。
3、钢的相变温度较高，抵抗冷热交变的耐热疲劳性良好。
4、韧性和塑性较差。
用途：1、可用于制造高温下高应力但不受冲击负荷的凹凸模。
2、可用于制造承受较大压应力、弯应力、拉应力的模具。
3、可用于制造高温下受力的热金属切刀用途：用于制造形状简单，厚度小于250毫米的小型锤锻模，各种热挤压模。
冷作模具钢特点：应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢；具有较好的淬透性和良好的耐磨性，淬火变形小；冲击韧性较差，易脆裂，容易形成不均匀的共晶碳化物。
用途：多用于制造耐磨性能高，受冲击负荷较小的冷作模、冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、拉丝板、拉延模以及螺纹滚模等模具。
加工材料不硬的刀具，高耐磨、长寿命的塑料模具。
的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。
用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。
用途：适用于精密冲剪冲压模，难加工的冷锻、深抽和挫牙用模及高速冲剪冲头，不锈钢板冲头。
塑料模具钢2、具有良好的镜面加工性能，模具表面粗糙度好。
3、在加工模具前已经预硬化处理，可直接使用，既保证模具的使用性能，又避免热处理引起模具的变形。
用途：适于制造大中型的和精密的塑料模具以及低熔点锡，锌，铅合金用的压铸模等。
.由于有Ni的作用,该钢较P20有更高的淬透性,强韧性和抗蚀性,可以使大截面尺寸的钢材在调质后具有较均匀的硬度分布,有很好的抛光性能和很低的表面粗糙度值.该钢制造模具时,一般先进行调制热处理,硬度为29~35HRC(即预硬化),然后加工成模具可直接使用,这既保证了大型和特大型模具的使用性能,又避免了热处理引起模具的变形.用途：要用在大型塑胶模具,模架上.如汽车保险杠,电视机外壳模具等. 适合要求高光整度的模具如生产硬胶(PS)及超不淬胶(ABS)等.制模，耐腐蚀性能良好；镜面抛光效果优异用途：适于制作超镜面塑胶精密模具耐腐蚀高硬度塑胶模具等。
常用的热作模具钢材都有哪些呢e
常用的热作模具钢材都有哪些呢热作模具钢材对硬度要求适当，侧重于红硬性，导热性，耐磨性。
因此含碳量低，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性、红硬性为主。
常用的热作模具钢材都有哪些呢?今天就让金华洲的专业技术人员为大家解说一番。
常用的热作模具钢材：锤锻模用钢一般说来，锤锻模用钢有两个问题比拟突出一是工作时受冲击负荷作用.故对钢的力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高;二是锤锻模的截面尺寸较大(<400mm)故对钢的淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀。
常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW、5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。
不同类型的锤眼模应选用不同的材料。
对特大型或大型的锤锻模以5CrNiMo为好.也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。
对中小型的锤锻模通常选用5CrMnMO钢。
热挤压模用钢热挤压模的工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达500一800℃。
对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度(即高的回火稳定性)和高的耐热疲劳性能为主。
对ak及淬透性的要求可适当放低。
一般的热挤压模尺寸较小，常小于70～90mm。
常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等热作模具钢.其化学成分如表4.16所示。
其中4CrW2Si.既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢.由于用途不同，可采用不同热处理方法。
作冷模时采用较低的淬火温度(870—900℃)及低温或中温回火处理;作热模时那么采用较高的淬火温度(一般为950一1000℃)及高温回火处理。
压铸模用钢从总体上看，压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。
所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同.如常采用4CrW2Si.和3Cr2W8V等钢。
但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模.可选用40Cr、30CrMnSi 及40CrMo等;对Al和Mg合金压铸模，可选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等对Cu合金压铸模.多采用3Cr2W8V钢。
热作模具钢的属性以及模具钢的知识
热作模具钢的属性以及模具钢的知识
常用的模具钢种类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。
塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。
H13钢的含碳量在0.5%以下。
冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。
我国GB/T1299和YB/T094中4Cr5M0SiV1和SM4Cr5M0SiV1钢号的含碳量为（0.32～0.42）%和（0.32～0.45）%。
用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢，碳质量分数在0.80%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常不大于5%。
以前国内采用较多的3Cr2W8V钢的热疲劳性和韧度显得不足。
热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外，还要承受反复受热和冷却的做用，而引起很大的热应力。
塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。
介绍到这里就把热作模具钢的知识和热作模具钢的一些特点都讲清楚了，推荐广大读者继续阅读相关性文章模具钢的淬火工艺，这篇文章介绍了生产模具钢中最重要的一个技术环节，模具钢的淬火工艺，所以从事模具钢的朋友一定要注意这方面的问题，希望大家也能好好的看这篇文章，相信看完之后必会有所收获。
模具工程材料 第3章 热作模具钢
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3.2 高韧性热作模具钢
3.工艺性能 (1)锻造 锻坯加热温度1100℃~1150℃，开锻温度 1050℃~1100℃，终锻温度800℃~850℃，砂冷或坑冷 (2)退火 退火工艺曲线如图3-1、图3-2所示。 (3)淬火、回火工艺 淬火预热温度600 ℃ ~650 ℃ ，加热温度830 ℃ ~860 ℃ ，油淬。回火工艺见表3-5。
3.2.4 3Cr4MoWVNi
该钢具有二次硬化效应，经600°C回火后，仍能保持较高 的硬度（45-50HRC），回火温度高于620°C后硬度才急剧下 降，因而其稳定性较高。 1.临界点 该钢的临界点为Ac1 816℃、Ac3 833℃和Ms 68℃ 2.力学性能 3Cr2MoWVNi钢室温及高温力学性能见表3-9。
(4)回火 大型锻模回火温度620℃~660 ℃ ，硬度38~42 HRC; 中型锻模回火温度610 ℃ ~630℃，硬度41~44 HRC;小 型锻模回火温度470℃~610 ℃ ，硬度38~ 42 HRC
4.实际应用 此钢适用于大、中型锻模，也适用于中、小型锻模。
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3.2 高韧性热作模具钢
第3章 热作模具钢
3.1 热作模具钢的分类及钢号 3.2 高韧性热作模具钢 3.3 高热强性热作模具钢 3.4 高热韧性热作模具钢 3.5 热作模具钢热处理 3.6 陶瓷型精铸锻造模具及热处理 3.7 铸钢堆焊制模和电渣熔铸模具及热处理
1
3.1 热作模具钢的分类及钢号
3.1.1 热作模具钢的分类
热作模具钢按用途可以分为热锻模用钢、热挤压模用钢和 压铸模用钢，有可细分为锤锻模用钢、机锻模用钢、热挤压模 用钢、热锻模用钢、热冲裁模用钢和压铸模用钢。
3.工艺性能 (1)锻造 钢坯锻造加热温度1 100℃~1 150℃，开锻温度 1050℃~1 100℃，终锻温度800℃~850℃、锻后缓冷 (坑冷或砂冷)，注意防止模具开裂。
机械工程材料第十三章 热作模具用钢
按用途分为：热锻模用钢、热挤压模用钢、压 铸模用钢。又可细分为锤锻模用钢、机锻模用 钢、热挤压模用钢、热镦模用钢、热冲裁模用 钢、压铸模用钢。
第一节 热作模具钢的分类
按耐热性：低耐热钢（350～370℃）；中耐热 钢（550～600℃）；高耐热钢。
按特有性能可分为：高韧性热作模具钢；高热强 热作模具钢；高耐磨热作模具钢。
第一节 热作模具钢的分类
按合金元素种类可分为：钨系热作模具钢、铬 系热作模具钢、铬钼系及铬钨系热作模具钢。
按合金元素多少可分为：低合金热作模具钢、 中合金热作模具钢、高合金热作模具钢。
第二节 热作模具钢的性能要求
较高的高温强度和良好的韧性 良好的耐磨性能 高的热稳定性 优良的耐热疲劳性
第二节 热作模具钢的性能要求
高淬透性 良好的导热性 良好的成形加工工艺性能
第三节 典型的热作模具用钢
热锻模用钢 锤锻模用钢 （1）5CrNiMo钢 （2）5CrMnMo钢 （3）4CrMnSiMoV钢 （4）5NiCrMoV钢和5Cr2NiMoVSi钢
4CrSMo2MnVSi(Y10) Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢
第三节 典型的热作模具用钢
热冲裁模用钢
5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4CrSMoSiVl、 4CrW2Si和8Cr3钢等，其中8Cr3钢是使用较 多的钢种。
第四节 热作模具钢的热处理
5CrNiMo钢的退火
第四节 热作模具钢的热处理
淬火、回火工艺
淬火预热温度为600℃～650℃，加热淬火温 度为830℃～860℃，油淬。回火工艺见表 13-4。可见锻模燕尾部分与模体需以不同温度 回火，才能保证燕尾部分的韧性，降低燕尾开 裂失效。
热作模具钢的性能及分类
好，热膨胀小，因此几乎不引起热裂。用钼基合金作压铸模具用得比较成功，主要用于铜合
金、钢铁材料的压铸模，也可用作钛合金、耐热钢的热挤压模，其使用寿命远远高于其他各
H31-EX、日本日立HITACHI DAC、德国葛利兹1.2344、1.234
3、1.2367等。3、高耐热热作模具钢：a、高耐热热作模具钢的
性能：高耐热热作模具钢主要用于较高温度下工作的热顶锻模具、热挤压模具、铜及黑色金
属的压铸模具、压力机模具等。其中压力铸造是在高的压力下，使熔融的金属挤满型腔而压
奥氏体钢和高锰系奥氏体钢。b、高温合金：当挤压耐热钢管时，模具型腔温度会
高达900℃~1000℃，就需要采用高温合金来制造模具，如铁基、镍基、钴基合金，
常用的镍基合金中，以尼莫尼克100号热强度最高，在900℃时持久强度仍有150M
Pa，可用于制作挤压耐热钢零件或挤压铜管的凹模及芯棒。c、难熔合金：通常
主要包括4Cr5MoSiV（H11）、4Cr5MoSiV1（H13）、4Cr5W
2SiV、3Cr3Mo3W2V（HM1）、3Cr3Mo3VNb（HM3）、2Cr
3Mo2NiVSi（PH）、瑞典一胜百ASSAB 8407(UDDEHOLM O
RVAR SUPREME)、日本大同模具钢DAIDO DHA1、DH31-S、D
铸成型，抗力和热稳定性。
b、高耐热热作模具钢的种类：高耐热热作模具钢主要包括3Cr2W8V（H2
1）、5Cr4W5Mo2V、5Cr4Mo3SiMnVAl、4Cr3Mo3W4VN
b、6Cr4Mo3Ni2WV、4Cr3Mo2NiVNb等。4、特殊用途的
常用模具钢类别与特点
常用模具钢类别与特点模具钢是一种专门用于制造模具的特殊钢材。
根据不同的使用要求和工作环境，模具钢可以分为很多种类。
本文将会介绍一些常用的模具钢类别以及它们的特点。
1.冷作模具钢冷作模具钢主要在常温下使用，适用于制造冷作模具、切断模具和冲压模具等。
这种钢具有高硬度、优良的磨削性能和较高的耐磨性，能够在长期使用过程中保持较好的尺寸稳定性。
冷作模具钢通常具有较高的淬透性和淬硬性，但其韧性相对较低。
2.热作模具钢热作模具钢主要在高温条件下使用，适用于制造压铸模具、热轧模具和热作冲压模具等。
这种钢具有高的耐热性和耐磨性，能够承受高温下的冲击和压力。
热作模具钢通常具有较高的强度、韧性和耐腐蚀性，但其硬度相对较低。
3.塑性模具钢塑性模具钢主要用于制造塑料模具，如注塑模和挤压模等。
这种钢具有优良的可塑性和加工性能，能够在模具制造过程中进行复杂的成型操作。
塑性模具钢通常具有中等硬度和较高的延展性，能够满足模具在工作过程中的变形要求。
4.铝合金模具钢铝合金模具钢主要用于制造铝合金压铸模具，具有高的耐热性、耐磨性和抗拉性能。
由于铝合金的熔点较低，铝合金模具钢需要具有较高的耐热性，能够在铝合金高温熔化的条件下保持稳定的性能。
铝合金模具钢通常含有较高的铬、钨和钼等合金元素，以提高钢的淬透性和严密性。
5.不锈钢模具钢不锈钢模具钢主要用于制造具有特殊要求的模具，如食品包装模具和医疗器械模具等。
这种钢具有优良的耐腐蚀性和抗氧化性能，不易产生锈蚀和变色，能够保持模具的表面光滑和无污染。
不锈钢模具钢通常含有较高的铬和镍等合金元素，以增强钢的抗腐蚀性能。
总的来说，模具钢具有高硬度、耐磨性、耐热性和韧性等优点，能够满足不同模具在使用过程中的要求。
不同类型的模具钢适用于不同的工作环境和使用要求，选择合适的模具钢材能够提高模具的使用寿命和加工效率。
随着科技的不断进步，模具钢的种类和性能也在不断发展和创新，以满足人们对高性能模具的需求。
常用热锻模具钢的钢号、特点与应用
常用热作模具钢的钢号、特点与应用1.外国钢号前面的符号“~”表示相近钢号。
2.ISO-国际标准 JIS-日本标准 KS-韩国标准 ASTM-美国标准UNS-美国标准 EN-欧共体标准 DIN-德国标准 BS-英国标准NF-法国标准ΓOCT-俄罗斯标准 SS-瑞典标准 UNI-意大利标准锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。
铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降，2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。
产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。
耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。
晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。
3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。
严重的冷硬现象可能引起锻裂。
4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。
裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。
在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。
引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。
常用热作模具材料分类及工作特点
常用热作模具材料分类及工作特点
一般按使用条件和用途不同，模具材料可以分为热作模具钢、冷作模具钢、塑料模具钢三大类。
常见的热作模具钢主要有5CrNiMo、H13、3Cr2W8V等。
按工作温度的不同，热作模具可细分为3类：第一类，韧性模具钢，包含5CrNiMo、5CrMnMo、4Cr5MoSiV。
第二类，强韧性模具钢，包含H13、4Cr3Mo2V、4Cr5W2VSi、ER8。
第三类，高强度钢，如3Cr2W8V、HM3、CR。
热作模具主要工作特点是与热态金属直接相接触，这是与冷作模具材料的主要区别。
工作时会有两个问题：
1、模腔表层金属受热。
通常锤锻模工作时，其模腔表面温度可达300-400℃以上，热挤压模可达500-800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类有关，如压铸黑色金属，模腔温度可达1500℃以上。
这样的高温会使模腔表面硬度和强度显著降低。
2、模腔表层金属产生热疲劳（龟裂）。
热模的工作状态是反复受热和冷却，反复承受挤压应力作用，其结果引起模腔表面出现龟裂。
因此，热作模具材料一般要求：
1、优良的抗氧化性；
2、较高的高温强度；
3、良好的耐磨性；
4、优良的耐热疲劳性；
5、较高的抗腐蚀性和侵蚀性；
6、尽可能高的导热性；
7、尽可能低的线膨胀系数。
由于热作模具材料对模具的寿命、加工周期、生产成本以及产品的质量有显著影响。
特别当前热作模具已向精密化、大型化和多腔化的方向发展，对模具钢性能的要求更加要求。
因此应当在充分发挥现有模具材料潜能的同时，研制新的模具材料，研究新的热处理技术，开发新的强化处理方法，推进模具行业发展。
常用热作模具钢的钢号、特点与应用
足够了。这种钢的相变温度较高，抵抗冷热交变的耐热疲劳性良好
这种钢可用来制作工作温度较高（≥550℃）、承受静载荷较高但冲击载荷较低的锻造压力机模具（镶块），如平锻机上用的凸凹模、镶块、铜合金挤压模、压铸用模具；也可供作同时承受较大压应力、弯应力、拉应力的模具，如反挤压的模具；还可供作高温下受力的热金属切刀等
4Cr5MoSiV1钢是一种空冷硬化的热作模具钢，也是所有热作模具钢中最广泛使用的钢号之一。与4Cr5MoSi钢相比，该钢具有较高的热强度和硬度，在中温条件下具有很好的韧性、热疲劳性能和一定的耐磨性，在较低的奥氏体化温度条件下空淬，热处理变形小，空淬时产生的氧化铁皮倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。该钢广泛用于制造热挤压模具与芯棒、模锻锤的锻模、锻造压力机模具、精锻机用模具镶块以及铝、铜及其合金的压铸模
3
4CrMnSiMoV（GB/T 1299-2000）
4CrMnSiMoV是近20年来我国在低合金大截面热作模具钢领域发展的钢种之一。该钢具有较高的抗回火性能，好的高温强度、耐热疲劳性能和韧性，而且有很好的淬透性；冷、热加工性能好。该钢适宜制造各种大、中型锤锻模和压力机锻模，也用于校正模、平锻模和弯曲模等
6
4Cr5MoSiV1（GB/T 1299-2000）
40CrMoV5(ISO) SKD61(JIS) STD61(KS) H13(ASTM) T20813(UNS) X40CrMoV5-1-1(EN) X40CrMoV5-1(DIN) BH13(BS) X40CrMoV5(NF) 4X5MΦ1C(ΓOCT) X40CrMoV5-1-1KU(UNI)
热作模具钢的材料
热作模具钢的材料
热作模具钢是一种在高温环境下使用的模具钢材料，具有良好的耐热性、抗热疲劳性和耐磨性。
它通常用于制造高温工作条件下的塑料模具、压铸模具、锻模和热剪模等。
热作模具钢的材料通常包括以下几个方面的内容：
1. 高温合金钢：高温合金钢是一种具有较高耐热性和抗热疲劳性能的模具钢材料。
它通常含有较高比例的合金元素，如钼、钴、镍、铬等，以提高其耐热性和耐磨性。
高温合金钢常用的牌号有H11、H13、H21等。
2. 高速钢：高速钢是一种具有良好耐磨性和高韧性的模具钢材料。
它通常含有较高比例的碳、钼、钴、钨等元素，以提高其硬度和耐磨性。
高速钢常用的牌号有M2、M35、M42等。
3. 耐热钢：耐热钢是一种具有较高耐热性和抗热疲劳性能的模具钢材料。
它通常含有较高比例的铬、钼、钴、镍等元素，以提高其耐热性和耐磨性。
耐热钢常用的牌号有P20、P21、P80等。
4. 不锈钢：不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和抗氧化性的模具钢材料。
它通常含有较高比例的铬、镍、钼等元素，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
不锈钢常用的牌号有SUS420、SUS440C等。
5. 特殊合金钢：特殊合金钢是一种具有特殊性能和用途的模具钢材料。
它通常含有特殊的合金元素，如钛、锆、钽等，以满足特殊的工作条件和要求。
特殊合金钢常用的牌号有Hastelloy、Inconel等。
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热变形模具钢详细分类
热变形模具钢是用来制造加工炽热伏态金属，使其成型用的模具钢种。
根据工作条件，可分为锤锻模具钢、热顶锻模具钢、热挤压模具钢和热压铸模具钢等。
现以锤锻模具钢的工作条件为例，来讨论其要求。
(1)热锻模在工作时，以很大的冲击力作用于处于炽热状态的工件，使其发生塑性变形。
这就要求模具有高的度强度、韧性和一定的耐磨性；
(2)由于模具与炽热金属接触，在较高温度下工作，要求模具具有高的回火稳定性；
(3)模具工作时反复受热受冷，热锻模多半是由于这种反复的冷热工作应力，而产生疲劳裂纹，导致模具的损坏。
因此，要求模具钢要有良好的耐热疲劳性能；
(4)由于模具尺寸较大，为了使整个截面都能获得一定的机械性能，要求模具钢应有高的淬透性；
(5)要求模具钢应有良好的导热性，使模具面的热量能尽快散开，从而使模面工作温度不致过高。
常用热变形模具钢的热处理工艺参数和用途，列于表1-6中。
综上所述，热变形模具钢必须具有高韧性、高强度和一定的硬度。
还应有较好的导热性。
因此，热变形模具钢一般为中碳钢，含碳量在0.3~0.69%之间。
如果含碳量过高，会使钢的韧性下降，导热性也较差。
为了提高钢的强度和韧性，热变形模具钢中常含有铬、镍、硅、锰外，尚加入钼、钨、钒等元素，以提高钢的回火稳定性，并抑制钢的可逆回火脆性。
为了保证良好的综合机械性能，热处理后的组织应为回火索氏体。
热变形模具钢主要有铬钼钢、铬镍钢、硅锰钢、铬锰钼钢、铬镍钼钢和钨铬硅钢等。
锤锻模以5CrNiMo及5CrMnMo钢为主，热顶锻模和热挤压模以4CrW2Si钢为主，而压铸模则以3Cr2W8V钢为主。
b。