制作热锻模最好用什么材料

制作热锻模最好用什么材料近几年来，我国在研制开发新型模具钢方面做了大量工作，并对部分国外优良热作模具钢进行了国产化研究，为市场提供了优质价廉的模具钢。

下面简单介绍热作模具钢的种类和应用进展概况。

1．已纳入国家标准热作模具钢热作模具钢系列已纳入国家标准《GB/T1299-2000合金工具钢》，按主要化学成分可分为W系，Cr-Mo系，Cr-W-Mo系等类型。

3Cr2W8V（H21）钢，具有高热强性、高热稳定性、良好的耐磨性和工艺性能，工作温度达到650℃。

缺点：碳化物偏析严重，塑性、韧性、导热性、抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能较差。

我国20世纪50年代从前苏联引进，使用寿命不长，且合金度高，成本高，目前国外已基本淘汰。

我国由于受钢种和技术上的限制，目前，仍在大批生产和使用。

4Cr5MoSiV（H11）及4Cr5MoSiV1（H13）钢高淬透性和淬硬性、高韧性、高热强性和耐磨性，使用温度590钢中碳化物细小分布均匀，抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能好，冷热加工性能好。

H13钢（H11钢的改进型）是目前国内热镦锻钢、冷镦模套的主要材料，也是通用性强的热作模具钢，是代替3Cr2W8V钢的理想钢材，寿命可提高2-3倍。

4Cr3Mo3SiV（H10）钢具有高韧性，高的抗高温软化性能和中等水平的抗磨性能。

可代替3Cr2W8V钢制作热挤压模。

4Cr5W2VSi钢其热稳定性高于H13、H21钢，韧性介于H13、H21之间。

适当高速镦锻模，使用寿命比H21钢高0.5-1倍。

3Cr3Mo3W2V（HM1）钢具有优良的强韧性，较高热强性、耐磨性、回火稳定性，抗冷热疲劳性能、冷热加工性能好，工作温度700℃以上。

该钢通用性强，适合于制作在高温、高速、高负荷、急冷急热条件下工作的模具，其性能优于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V钢，模具寿命比3Cr2W8V钢提高标准2—3倍。

5Cr4W5MoV（RM2）钢工作温度达700℃，具有较高的回火抗力和热稳定性，高的热强性，高的高温硬度和耐磨性，但其韧性和抗热疲劳性能低于H13钢。

1.2常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。

金属材料大致可分为黑色金属两大类。

黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。

1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。

碳钢是指含碳量小于 2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。

工业用碳钢的含碳量一般为0.05%〜1.35%。

为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。

（一）碳钢1.碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。

（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量＜0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%〜0.60%；高碳钢，含碳量＞0.60%。

（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别^0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均^0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别^0.030%和0.035%。

（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。

2.碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、。

）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。

其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。

如Q235-A-F表示屈服强度为235Mpa的A 级沸腾碳素结构钢。

（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。

这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。

例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

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。

热作模具钢的使用性能要求第一篇：热作模具钢的使用性能要求热作模具钢的使用性能要求各种热作模具钢在工作过程中差异很大，它们的工作温度、载荷性质千差万别，而且任何一种模具钢也不可能同时具有极高的热强性、耐磨性、断裂抗力、抗热疲劳性能等。

在选择模具钢时，只能抓住模具最最关键的性能要求，进行优先保证，其次再兼顾其他各项性能进行选材。

热作模具钢采用以下技术指标进行评价。

①室温硬度、高温硬度：用以评价耐磨性和变形抗力。

②室温拉伸强度、高温拉伸强度：用以评价静载断裂抗力。

③室温冲击韧性、高温冲击韧性：用以评价冲击断裂抗力。

④长期保温后的硬度变化：用以评价抗回火能力及热稳定性。

⑤机械疲劳裂纹扩展速率：可反映热疲劳裂纹萌生后，在锻压力的作用下向内部扩展时，每一应力循环的扩展量。

机械疲劳裂纹扩展速率小的材料，每锻压一次裂纹的扩展量也少，这表明裂纹扩展得很慢。

⑥断裂韧性：反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。

断裂韧性高的材料，其中的裂纹如要发生失稳扩展，必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子，也就是必须有较大的应力或较大的裂纹长度。

在应力恒定的前提下，在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹，如果模具材料的断裂韧性值较高，则裂纹必须扩展得更深，才能发生失稳扩展。

⑦变形抗力：模具钢的变形抗力反映了模具的抗堆塌能力。

为了保证热作模具钢在较高的温度下工作，应保证模具钢具备较高的抗回火能力、热稳定性和高温强度。

⑧断裂抗力：由于热作模具钢的断裂过程是一种疲劳断裂，因此，热作模具钢的断裂抗力包括萌生疲劳裂纹的抗力、疲劳裂纹亚临界扩展的抗力和裂纹失稳扩展的抗力。

萌生疲劳裂纹的抗力与热疲劳抗力关系密切。

疲劳裂纹亚临界扩展的抗力可采用裂纹扩展速度da/dN9（mm/次）表示，它表示每一次应力循环，裂纹的扩展长度。

裂纹失稳扩展的抗力通过材料的断裂韧性Kic表示。

⑨抗热疲劳能力：可以反映热疲劳裂纹萌生前的工作寿命。

抗热疲劳能力高的材料，萌生热疲劳裂纹的循环次数较多。

锻造模具材质选择标准
1. 强度和硬度：模具需要具有足够的强度和硬度来承受锻造过程中的高压力和冲击。

常用的模具材料包括钢、铁、合金等，具有高强度和硬度。

2. 耐磨性：锻造模具在使用过程中会与金属材料直接接触，因此需要有足够的耐磨性来抵抗摩擦和磨损。

常用的耐磨材料包括高速钢、硬质合金等。

3. 热稳定性：锻造过程中会产生高温，模具需要具有良好的热稳定性，防止在高温下发生脱离、变形等问题。

常用的耐热材料包括高速钢、高温合金等。

4. 导热性：模具需要具有良好的导热性，以便快速散热，防止高温过程中产生过热导致模具损坏。

常用的导热材料包括铜合金等。

5. 加工性能：锻造模具需要易于加工成型，以便制作出复杂形状的模具。

常用的易加工材料包括钢、铁等。

6. 经济性：选择锻造模具材料时，还需要考虑材料的成本和可用性，以确保在经济上可行。

总之，选择锻造模具材质时需要综合考虑模具的强度、硬度、耐磨性、热稳定性、导热性、加工性能和经济性等因素。

热作模具钢用于热态金属的成形加工，如热锻模、压铸模、8407热挤压模等。

热作模具在使用的过程中不断反复受热与冷却，常因热疲劳而使模腔表面龟裂，故要求热作模具钢在高温下具有较高的综合力学性能及良好的耐热疲劳性和足够的淬透性。

8407化学成份： C 0.39 Si 1.0 Mn 0.4 Cr 5.3 Mo 1.3 V 0.92344化学成份: C 0.38 Si 1.0 Mn 0.4 Cr 5.0 Mo 1.3 V 1.0SKD61化学成份: C 0.35-0.42 Si 0.80-1.20 Mn 0.30-0.50 Cr 4.80-5.50Mo 1.20-1.60 V 0.50-1.10 P 0.030 S 0.010以下。

根据需求而确定的,以下就现在常用的材料分类来讲: 8407-----适用于材料含酸性物质,产量高,外观要求不高的的模具.材料硬化以后韧性较好,常用于合金压铸类的模具,塑胶材料中含较高玻纤的模具也常选用此材料. 8407和8402的热处理最大硬度达到HRC52.如果零件的最小尺寸大于300mm 时,热处理后的硬度应该控制在HRC50以内。

当8407\8402材料最小尺寸大于300mm时,并在热处理后再进行大量放电加工,在放电加工后必须再次安排一次回火去应力的工艺。

H13-----性能与8407相当,但在硬化后韧性稍差,因此重合金类(如铜合金)的模具一般不建议使用.H13料的最大特点是耐磨性好,材料的淬透性优异.材料热处理后,大大提高工件的使用寿命。

S136----适用于材料含酸性物质,产量高,镜面要求的模具.S136H----适用于材料含酸性物质,有一定外观要求,但产量一般的模具S136-SUP---适用于材料含酸性物质,产量高,镜面要求的模具.相对S136此材料耐酸性更高,质地也更均匀POLMAX钢材特性和用途：通过双重溶处理（电渣重溶+真空重溶），纯洁度高，杂质及偏析度大大降低，提供极高的抛光性能，可达到光学级镜面效果。

热加工模具的材料选择及热处理随着社会的发展，科学的发展，热加工用模也有了很迅速的发展。

本毕业设计从理论与实践的角度对热加工模模具进行阐述，针对热加工模用料及热处理进行分析，从以下几方面进行论述：热加工类模具用钢的材料分析热加工模是工业产品生产中不可缺少的工艺方法之一。

它主要用于制造业和加工业。

它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。

热加工模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模），导向零件（导柱、导套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。

为提高模具的质量，性能，精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合），多由标准零、部件组成。

所以，模具应属于标准化程度较高的产品。

一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%~45%。

一、热加工用模模具的功能和作用现代产品生产中，热加工模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。

现代工业产品的零件，广泛采用冲击、成型锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或胚料成形加工成符合产品要求的零件，或成分精加工前的半成品件。

如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品胚件的。

高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成形模具，可成形加工几十万，甚至几千万产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件（E型片、电机定转子片）上亿件，称这类模具为大批量生产用模具。

适用于多品种、少批量或产品试制的模具有：组合冲模、快换冲模、叠层冲模或成型冲模，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。