新型热作模具钢

新型高性能热作模具钢(hhd钢)的研究与应
用
1概述
近年来，随着车辆制造业的快速发展，汽车零部件的模具质量受到了广泛的关注，如何提高模具的性能，减少产品的加工时间和模具的成本，已经成为汽车零部件制造行业的热门话题。

热作模具钢使用于汽车附件的表面改良处理，它能带来高性能的成型，但由于它的特殊性，需要合理设计新型高性能热作模具钢，并且大量应用到汽车零部件表面改良中。

2HHD钢的研究
HDH钢是一种高性能热作模具钢，它采用进口•软铁、合金钢、废料熔炼料经过熔炼，精细粉末浇注，多色炉强化分解后组成，它具有质量轻、体积小、抗磨性能好等优点，。

HHd钢采用多种元素，经特殊处理后，结构紧密，单位体积承受的抗拉应力更大，可立即回弹，而且在高温下也具备良好的耐磨环境，这些使它在汽车零部件模具中具有重要的意义。

3应用
HDH钢在汽车零部件模具的应用能够提高模具的表面硬度，而且模具具有更高的抗划痕强度，抗热膨胀和耐磨性，这些优点使汽车aa降低模具切削操作的锤击次数，从而提高模具寿命，提高模具的表面质
量，提高模具的整体精度和性能也是非常必要的。

同时，HHd钢的低热容性使得它在进行脆性材料的加工时，具有良好的抗锤击性，可以大大减少模具的加工时间和成本。

4结论
在汽车零部件制造行业中，新型高性能热作模具钢(HHd钢)对汽车零部件制造具有重要意义，它能提高模具的表面质量，提高整体精度，提高热作模具钢的抗拉应力，减少模具加工时间和成本，在实际应用中受到广泛的关注。

但是，目前HHd钢的研究和应用还处于起步阶段，有关系统的研究和实践应用还需要进一步完善和提高，以保证汽车零部件制造技术的不断发展和改进。

5CrMnMo 热作模具钢热作模具钢热作模具钢分类热作模具有锤锻模、压力机锻模、压铸模、热挤压模、热剪切模等。

热轧辊也可归入此类。

热作模具工作条件比冷作模具更加苛刻，受冷热反复作用，因此对模具钢的性能要求更高。

热作模具钢大体可分为高韧性和高耐热性两类。

高韧性模具钢大多用于热锻模；对于大型锤锻模，可选用在5CrNiMo基本成分上适当增加Cr、Ni、Mo、V 含量的钢种。

高耐热性模具钢可按工作温度的不同要求来选用。

对于在500～650℃使用的模具，可选用在Cr系、模具钢基础上适当增加Mo、V等二次硬化元素的钢种，如3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V等新型模具钢。

对于700℃以上使用的模具，可选用奥氏体耐热钢，也可选用节镍的CrMn系或CrMnNi奥氏体钢添加Mo、V等元素的钢种。

近年来发展的高铬(含Cr质量分数8%～13%)的CrNiMoV系模具钢，可提高钢的晶界抗氧性能，减少因晶界氧化而形成微裂纹。

常用热作模具用钢举例模具类型工作条件推荐用钢锤锻模整体模具 5CrMnMo，5CrNiMo，4CrMnSiMoV，5Cr2NiMoV镶块 4Cr5MoSiV1，3Cr2W8V，3Cr3Mo3W2V，4CrMnSiMoV压力机锻模整体模具 5CrNiMo，5CrMnMo，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV，4Cr5W2SiV，3Cr3Mo3W2V镶拼模具镶块 4Cr5MoSiV1，4Cr5MoSiV，4Cr5W2SiV，5Cr4W2模体 5CrMnMo，5CrNiMo，4Cr2MnSiMoV热顶锻模 - 3Cr2W8V，5Cr4Mo2W2SiV，4Cr5MoSiV，5CrNiMo高速锤锻模 5CrNiMo，4Cr5MoSiV1，4Cr5MoSi热挤压模轻金属及其合金、钢及其合金的凹模、冲头、管材挤压芯棒、穿孔芯棒等5CrNiMo，3Cr2W8V，3Cr3Mo3W2V,5Cr4Mo2W2SiV，4Cr5MoSiV，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV1温热挤压模 - W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2，6W6Mo5Cr4V，6Cr4W3Mo2VNb热剪切模 - 5CrNiMo，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV1，6W6Mo5Cr4V，W6Mo5Cr42 中、小型热轧工作辊 - 60CrMo，50CrNiMo，50CrMnMo，9Cr，70Cr3Mo，60CrNiMo，60CrMn高韧性热作模具钢常用的高韧性热模钢在合金工具钢标准中列入的有5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV三种，试用较好的钢号有5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMoVSi、3Cr2WMoVNi 等。

2024年热作模具钢市场策略1. 导言热作模具钢是一种用于生产塑料、橡胶和金属制品的重要材料。

热作模具钢市场具有广阔的发展前景，但也面临着一些挑战。

本文将就热作模具钢市场的现状和发展趋势进行分析，并提出相应的市场策略。

2. 热作模具钢市场现状2.1 市场规模热作模具钢市场的规模持续扩大。

随着工业化进程的加速和新兴市场的崛起，对热作模具钢的需求不断增长。

据统计数据显示，全球热作模具钢市场规模已达到XX 亿美元。

2.2 市场竞争热作模具钢市场竞争激烈。

全球各大热作模具钢生产企业纷纷加大投入，提高产品质量和技术含量，争夺市场份额。

同时，新的竞争对手不断涌现，增加了市场竞争的激烈程度。

2.3 市场趋势•高性能热作模具钢的需求增加，特别是在汽车、电子和航空航天等高端制造领域。

•绿色环保热作模具钢的需求上升，市场对低碳、节能、可循环利用的产品越来越重视。

•数字化生产方式在热作模具钢行业的应用逐步普及。

3. 市场策略3.1 产品创新热作模具钢企业应加大对高性能和绿色环保产品的研发力度。

通过技术创新，提升产品质量和性能，满足市场需求。

同时，加强与科研机构和高校的合作，共同推动技术创新。

3.2 品牌建设热作模具钢企业需要加强品牌建设，提高品牌知名度和美誉度。

通过加强市场宣传、参加行业展览和技术交流会议等方式，积极推广企业品牌，提升市场竞争力。

3.3 市场扩展热作模具钢企业应积极开拓国内外市场，寻找新的增长点。

通过拓展海外市场，加强与国外企业的合作，实现市场份额的进一步扩大。

3.4 提供增值服务除了提供优质产品，热作模具钢企业还应提供增值服务，满足客户多样化的需求。

例如，提供产品定制、技术培训和售后服务等，提高客户满意度，树立企业良好的口碑。

4. 总结热作模具钢市场具有广阔的发展空间，但也面临着激烈的竞争。

通过创新产品、加强品牌建设、开拓市场和提供增值服务等市场策略，热作模具钢企业可以更好地应对市场挑战，实现可持续发展。

热作模具钢H13系列1、 4Cr5MoSiV1（H13）尺寸规格：锻元Φ50～Φ250锻板20～80×40～400 锻板80～300×500～610用途：适宜制做铝、锌、铜合金挤压模、压铸模、热锻模、及热剪切刀片等，是制作顶杆、套筒的理想材料，也适宜制造高产量塑胶模具出厂状态：球化退火硬度HB≤220化学成分%C 0.40 Mn 0.38 Si 0.98 P 0.016 S 0.010 Cr 5.06 Mo1.21 V 0.95性能及特点：具有良好的韧性与抗高温疲劳性能，能承受温度聚变，适宜在高温下长期工作具有良好的切削性能和抛光性能。

热处理球化退火：840-860℃*3h炉冷，730-750℃*4h等温，炉冷至550℃以下出炉空冷。

预热: 600-650℃*2.Oh+ 830-850℃*2.Oh。

淬火: 1020-1050℃*1.0h出炉油冷，待工件冒烟不着火时取出空冷。

回火: 550-580℃*2.5h，出炉空冷三次。

2、 4Cr5MoSiV （H11）转载尺寸规格：锻元Φ50～Φ250锻板20～80×40～400 锻板80～300×500～610用途：该钢通常用于制造铝铸件用的压铸模、热挤压模和穿孔用的工具和芯棒、压力机锻模、塑料模等，此外，由于该钢具有好的中温强度，亦被用于制造飞机、火箭等耐400-500℃工作温度的结构件。

出厂状态：球化退火硬度HB≤220化学成分%C 0.40 Mn 0.42 Si 0.85 P 0.020 S 0.014 Cr 4.96 Mo1.18 V 0.45性能及特点：该钢在中温条件下具有很好的韧性，较好的热强度，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进行空淬，热处理变形小，空淬时产生氧化铁皮的倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。

热处理球化退火：860-890℃*3h炉冷，730-750℃*4h等温，炉冷至550℃以下出炉空冷。

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。

国内外热作模具钢的研究进展热作模具钢是一种用于制造热作模具的钢材，主要用于高温成型、锻造和压铸等工艺。

由于热作模具在工作过程中需要承受高温、高压和高摩擦力的作用，因此对热作模具钢的性能要求较高。

本文将综述近年来国内外热作模具钢的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。

在国外，热作模具钢的研究主要集中在生产工艺、材料制备和性能评估方面。

近年来，随着计算机技术和材料科学的不断发展，国外研究者利用模拟仿真技术对热作模具钢的生产和制备过程进行优化，取得了显著的成果。

在生产工艺方面，研究者通过调整冶炼、浇注和热处理等工艺参数，改善热作模具钢的内部组织和力学性能。

例如，采用真空熔炼技术制备的高纯净度热作模具钢，能够有效提高模具的韧性和耐磨性能。

通过应用快速冷却技术，可以获得具有细小晶粒组织和超高热强性的热作模具钢。

在材料制备方面，研究者致力于开发新型热作模具钢及其复合材料。

例如，日本住友金属公司研制的新型热作模具钢SUMITUBE，具有优良的抗高温氧化性能和较低的模温，有利于延长模具的使用寿命。

美国钢铁公司开发的具有高韧性、高耐磨性的热作模具钢H13A，也在航空、汽车等领域得到了广泛应用。

在性能评估方面，研究者主要材料的力学性能、抗疲劳性能和抗断裂性能等方面的研究。

通过开展系统的实验测试和数据分析，研究者建立了材料的本构模型和失效准则，为热作模具的设计和优化提供了重要依据。

研究者还利用有限元分析（FEA）等方法，对模具的应力分布、温度场和磨损行为等进行模拟分析，为改进模具设计和优化生产工艺提供了有效手段。

国内的热作模具钢研究主要集中在钢铁研究总院、北京科技大学、上海交通大学、华南理工大学等高校和科研机构。

研究领域涵盖了材料制备、性能评估和改性处理等方面，取得了一系列重要成果。

在材料制备方面，国内研究者通过引进先进的冶炼、浇注和热处理设备，不断优化生产工艺，成功开发出多个新型热作模具钢。

例如，北京科技大学研发的GT35新型热作模具钢，具有良好的高温强度、韧性和抗疲劳性能，已广泛应用于锻造、压铸等领域。

热作模具钢概述一、损伤形式热加工的目的是通过升高加工对象的温度来提高应变能，使其容易变形。

即热加工是利用高温时呈现熔融状态或软化状态，以及低温时又表现为高强度或高硬度状态的金属晶体结构的变化，也就是利用相变特性进行加工的方法。

这些用于热加工的模具材料称为热作模具材料或简称为热作模具钢。

热加工可大致分为压铸、热锻及热挤压，其相应损伤形式如图4-16所示。

压铸时，由于模具表面与铝或镁等金属液反复接触，即经过反复受热和冷却而产生热龟裂，而且还会以此为起点造成开裂。

作为压铸对象的金属熔液发生的熔蚀是压铸模所特有的损伤形式。

图4-16 热作模具的损伤形式热锻模在使用时，加工对象的加热温度高达1200℃左右，因此除了热龟裂之外，高温磨损也比较严重。

另外，多用于铝制品成形的热挤压模，其主要损伤形式是由于与成形坯料接触而产生的滑动磨损和变形。

1.热龟裂（Heat Checking）热龟裂是热作模具表面经反复加热和冷却所导致的热疲劳现象之一，是产生于热作模具表面的龟甲状裂纹，如图4-17所示。

热龟裂的形成机理如图4-18所示。

当金属熔液接触模具时，模具表面部分受热膨胀，同时因来自模具内部的束缚而形成压缩应力。

当该压缩应力超过高温屈服强度时便发生塑性变形，变形部分冷却后则产生拉伸应力。

这仅是一个循环周期，经过反复加热、冷却，便会产生疲劳现象，最终导致龟裂发生。

一个循环周期当中的作用力可以表示为图4-17 热龟裂实例式中σ——作用力；E——弹性模量；α——热膨胀系数；ΔT——温度梯度；μ——泊松比。

图4-18 热龟裂的形成机理（概念图）由于热作模具钢的弹性模量及热膨胀系数几乎相同，因此应通过缩小温度梯度或提高热强度（屈服应力）使其不易产生屈服来减小塑性变形。

此外，由于材料的显微偏析（组织不均匀）助长了初期裂纹的发展，所以无偏析的均质材料较为理想。

有关热作模具钢的热龟裂性还有一些共同研究结果，也欢迎参考[19]。

2.开裂（Crack）引起开裂的原因有多种，比如由热龟裂为起点扩展所致，在冲击载荷作用下因应力集中引起的开裂，由交变应力造成的疲劳等。