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关于热作模具钢的介绍

来源: 发布时间:2025-09-10

热作模具钢是专门用于制造对高温状态下的金属进行成形加工模具的一类特种钢。其主要应用范围包括压铸模、热锻模、热挤压模以及热冲裁模等。这类模具在工作过程中需要反复承受炽热金属的加热、高压冲击、急剧冷却(如压铸)所产生的热机械疲劳,其服役条件极为苛刻。

为应对这些挑战,热作模具钢必须具备一系列关键性能。首先,优异的热稳定性(抗回火软化能力) 是重点,它能保证模具在持续高温(通常可达600°C以上)环境下仍能保持足够的高温强度和硬度,不发生塌陷或变形。其次,良好的抗热疲劳性能至关重要,它决定了模具在冷热循环的反复作用下,抵抗表面龟裂纹产生和扩展的能力,这是影响模具寿命的主要因素。此外,高的淬透性确保大尺寸模具截面性能均匀;良好的导热性 有助于将型腔热量迅速导出,降低热应力;适中的韧性 则用以抵抗意外机械冲击;同时还需具备良好的抗熔融金属冲蚀和抗氧化能力。

这些性能的实现依赖于科学的合金化设计。热作模具钢通常采用中碳(约0.3%-0.5%)含量,以平衡硬度与韧性。主要合金元素包括铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo) 和 钒(V)。铬主要提供淬透性和抗氧化性;钨和钼通过二次硬化效应赋予钢材极高的热强性和热稳定性;钒则形成稳定的碳化物,提高耐磨性并细化晶粒。

国际上常见的牌号有美国的H13(4Cr5MoSiV1),因其综合性能优异而成为应用较多的压铸和热锻模具钢;以及H11、H10等。对于要求更高热强度的场合,会选用钨系热作钢如H21(3Cr2W8V)。

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