热成型模具(如热锻、热挤压、压铸等模具)的工作环境通常面临高温、高压、冷热交替冲击以及摩擦磨损等严苛条件,因此对模具钢的性能有特殊要求:需具备高温强度、热稳定性、抗热疲劳性(抗冷热裂纹)、耐磨性以及一定的韧性。
根据模具的工作温度、成型材料和压力大小,常用的热成型模具钢可分为以下几类:
1. 低合金热作模具钢
适用于中等温度(≤600℃)、中等压力的热成型场景(如中小型锻造模具、热冲压模具等),成本较低,综合性能均衡。
5CrNiMo:经典低合金热作钢,淬透性好,高温强度和韧性适中,抗热疲劳性较好,常用于中小型锻模(如锻造碳钢、合金钢件)。
5CrMnMo:性能与 5CrNiMo 接近,但淬透性稍低,成本更低,适合形状简单的中小型热锻模具或热挤压模具。
2. 中合金热作模具钢
适用于较高温度(600-800℃)、较高压力的场景,热强性和抗热疲劳性更优。
H13(可瑞得CH302.CH307.CH300):应用最广泛的热作模具钢。高温强度高,抗热疲劳性优异,耐磨性和韧性平衡,适合铝 / 镁合金压铸模具、热挤压模具、热锻模具等。
H11:性能接近 H13,但含钒量稍低,高温强度略逊,成本略低,可用于对热强性要求稍低的热成型模具。
3. 高合金热作模具钢
用于高温(800℃以上)、高应力场景,耐高温和抗磨损能力更强。
3Cr2W8V:典型高合金热作钢,耐高温性能突出,抗热磨损性好,但韧性较低,易产生裂纹。
可瑞得CH热作系列:典型高合金热作钢,韧性强,耐磨性强,可用于要求高耐磨的热成型模具。
4. 新型高性能热作模具钢
针对极端工况(如超高温度、大批量生产)开发,性能更优异,但成本较高。
粉末冶金热作模具钢(如 ASP-60、H19 等):通过粉末冶金工艺消除成分偏析,高温强度、耐磨性和抗热疲劳性远超传统钢种,适合大批量铝压铸、高温合金锻造等严苛场景。
低碳高速钢基热作钢:兼顾高温强度和韧性,抗热疲劳性优于 H13,适合大型热锻模具或复杂形状热成型模具。
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