高韧性热冲压模具钢材料先进技术方案（高韧性模具钢有哪些）

本篇文章给大家谈谈高韧性热冲压模具钢材料先进技术方案，以及高韧性模具钢有哪些对应的知识点，希望对各位有所帮助。

热挤压模具钢的原理

热挤压模具钢

热挤压是塑性的金属坯料在压力的作用下通过挤压模具型腔形成所要求形状的型材或管材的过程。常用金属热挤压坯料的温度见表1-1-15。

表1-1-15 常用金属的热挤压坯料加热温度范围 金属种类 坯料加热温度范围/℃ 铅合金 90~260 镁合金 340~430 铝合金 340~510 铜合金 650~1100 钛合金 870~1040 镍合金 1100~1260 钢 1100~1260 热挤压模具主要由挤压筒、压头、挤压顶头、垫块、凹磨和心棒（用于挤压管材）等主要部件组成。热挤压模具的失效，主要是破裂、磨损、冲刷腐蚀、过热和热疲劳裂纹等原因造成的。

当进行轻合金挤压时，凹模垫块和心轴材料主要采用铬钼系中合金热作模具钢4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1钢等，热处理硬度为HRC45~50。心棒头及镶块则采用通用高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等，热处理为HRC55~60。压力筒一般采用中碳合金结构钢，硬度为HRC35~40；压力筒内衬材料则采用4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1等，热处理硬度为HRC42~47。

铜和铜合金热挤压模具，凹模和垫块材料则采用4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1，3Cr2W8V等钢种，心棒材料仍采用4Cr5MoSiV，4Cr5MoSiV1钢种。当挤压含镍量较高的铜镍合金时，心棒头及镶块有时采用镍基高温合金制造，挤压筒衬有时采用铁基高温合金制造。

冲压模具常用材料的特点及优劣?

模具有很多种类，不同的模具有不同的材料可供选择，而同一种材料在不同的模具结构上都有不同的侧重点。

牌 号 对 照 表

钢厂名称 钢重 钢材 标准比较 交货状态 主要成分(%) 淬硬 回火温度（℃）和硬度（HRC） 特 征 用 途

编号 AISI JIS DIN GB/YB 出厂硬度 C Mn Si Cr Mo V Ni W Cu Al S P 温度℃ 100 200 300 400 450 500 525 550 600 650 700

德国布德鲁斯 塑 料 模 具 钢 2738 P20+Ni PDS5 40CrMnNi - 预硬化 0.4 1.5 0.3 20 0.2 - 1 - - - ≤0.005 ＜0.020 840~870 51 53 51 48 - 46 - - 39 - 28 硬化性能特佳，大型模具里外硬度均匀，晶粒 厚度大于400mm 之射出，压力成型模、

Mo8.6.4 HRC30~34 组织细致，咬花效果均匀，易加工可镀硬铬。 塑料模具、模座

2738 P20MOD - 40CrMnNi - HRC29~35 0.26 1.45 0.1 1.25 0.6 - 1.05 - - - ≤0.002 ≤0.015 860~890 50 50 49 47 46 44 43 42 38 32 23 纯净、含硫量和夹杂物及低。优良的抛旋光性， 适用于塑料模具部件，尤其适用于大

MOD.TS Mo8.6.4 耐磨性和机加工性能，有良好的可焊性和导热 型模具如保险杆、仪表板、座椅、垃

2738 P20MOD - 40CrMnNi - HRC33~38 0.26 1.45 0.1 1.25 0.6 - 1.05 - - - ≤0.002 ≤0.015 860~890 50 50 49 47 46 44 43 42 38 32 23 性能。最适用于大型模具。 圾箱、行李箱外壳、电视机壳等。

MOD.TS（HH） Mo8.6.4

2711 6F2 NAK80 54NiCrV6 5CrNiMo 预硬化 0.55 0.8 0.25 0.7 0.25 0.1 1.7 - - - ≤0.003 - 830~870 56 54 51 44 42 - 39 - 36 35 - 预硬型镍铬钼合金工具钢、质强韧、耐压、易 大小型射出成型模

HRC38~44 抛光、可氮化

耐蚀型模具钢 2316 420+Cr SUS X36CrMo17 3Cr13Mo 已调质至 0.28 0.95 0.3 14.2 1.1 - 0.5 - - - ≤0.005 - 1020~1050 49 47 46 46 - 47 - - - 32 - 耐蚀性佳、材质强韧、耐磨耐压、易抛光 耐蚀性要求高的塑料模具、吹瓶模

ISO-B mod 4250J2 HRC28~33

2083 420+Cr 420J2 X42Cr13 3Cr13 预硬化 0.42 0.3 0.4 13 - - - - - - ≤0.005 - 1020~1050 56 55 52 51 - 52 - - 40 - - 耐蚀性佳、易加工、易抛光 耐蚀性要求高的塑料模具

ISO-B mod HRC38~42

热作钢 2343 H11 SKD6 X38CrMoV5.1 4Cr5MoSiV 退火态 0.38 0.4 1 5.2 1.15 0.4 - - - - ≤0.004 - 1000~1050 - - - 53 - 54 - - 48 - 30 耐磨热作钢，可硬化至HRC50 承受高应力之模具、模仁

ISO-B HB205~230

2344 H13 SKD61 X40CrMoV5.1 4Cr5MoSiV1 软性退火至 0.4 0.4 1 5.2 1.3 1 - - - - ≤0.004 - 1020~1060 53 52 52 54 - 56 - 54 50 42 32 可实施氮化处理，晶粒微细致密，高温软化抵抗性强， 用于铝和金或锌合金之热作模、压铸模、压出成型

ISO-B HB205~230 适合高强度之塑料成型模或铝合金压铸模，切削性强 模、塑料射出模、氮化顶出销、模仁、热剪床刀刃

2347 H13+S SKD61+S X40CrMoV5.1 - HRC38~42 0.4 0.4 1 5.2 1.3 0.7 - - - - 0.1 - 1020~1050 53 52 52 54 - 56 - 54 50 42 32 可实施氮化处理，晶粒微细致密，高温软化抵抗性强 用于铝和金或锌合金之热作模、压铸模、塑料射出

（FDAC） ，适合高强度之塑料模或铝合金压铸模。 模、氮化顶出销、模仁、热剪床刀刃

2367 - - X38CrMoV5.3 - 退火态 0.38 0.45 0.4 5 3 0.6 - - - - ≤0.004 - 1030~1080 57 55 53 52 - 55 - 55 52 45 - 热抗拉强度高，回火稳定性好，淬透性好，热处理变 锻模、压铸模、精整模、芯棒

ISO-B HRC205~230 形小，由于进行了加钙处理有及好机械加工性

2714 6F3 SKT5 56NiCrMoV7 5CrNiMo 预硬化 0.56 0.7 0.25 1.1 0.5 0.1 1.7 - - - ≤0.004 - 油冷830~870 55 54 52 49 47 46 - 43 38 34 - 高韧性热作用钢，有及强的抗高温回火软化性 所有锻造模的标准用料，特别是空气落锤模，也用

HRC40~42 气冷860~900 55 52 50 47 45 43 40 36 32 于冲床锻造的模具零件

日本日立钢材 热作钢 DAC H13 SKD61 X40CrMoV5.1 4Cr5MoSiV 0.39 0.4 1 5.5 1.4 0.8 - - - - ≤0.01 ≤0.08 1000~1040 53 52 52 54 - 56 - 54 50 42 32 可抵受溶铝、镁、锌之腐蚀作用及热之急剧变动。

退火态 高温强度、韧性平衡点非常优越。被加工性良好，热 适宜制造铝、镁、锌合金压铸模、热镀或热冲铸

HB205~250 处理变行小，用途广泛通用热加工工具钢 工件及热体绞刀、轧刀、切刀、剪刀及热镀冲头等

冷作钢 SLD D2 SKD11 X155CrVM012.1 Cr12M0V 退火态 1.5 0.45 0.25 12 1 0.4 - - - - ≤0.01 ≤0.025 1000~1050 150~200HRC＞58 优质韧性高铬钢 淬火性佳，热处理变形小，适合精密五金模具

HB230~250

国产 塑料模具钢 P20 P20 PDS5 日立钢材 HRC28~31 0.32 1 0.3 1.5 0.4 - - - - - ≤0.010 ≤0.020 50 49 46 42 - 36 - - 28 - - 适用于一般成型之塑料模具 塑料模具、模座

~0.4 ~1.5 ~0.5 ~2 ~0.5

10Ni3MnCUAI 预硬化 1 1.5 - - 0.35 - 3 - 1 1 镜面研磨性能甚佳：放电加工性能甚佳：均匀的预加 用于要求光洁度较高的塑料制品，汽车透明件、电

HRC38~42 硬硬度：直接刻模加工。 脑外壳、相机机体及日常家庭用品。

备注:

中耐热性热作模具钢的工艺特点

热作模具钢是指适合制作金属热变形用模具的合金工具钢，如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。由于热作模具长期在高温高压下工作，要求模具材料具有高的强度、硬度和热稳定性，特别是高的热强度、热疲劳、韧性和耐磨性。热作模具工作时承受巨大冲击力，模腔与高温金属接触，反复加热冷却，使用条件极其恶劣。为了满足热作模具钢的要求，热作模具钢应具有以下基本特性:

(1)高温强度高，韧性好。热模尤其是热锻模在工作时承受很大的冲击力，冲击频率很高。如果模具没有很高的强度和很好的韧性，很容易开裂。

(2)耐磨性好。由于热作模具钢在毛坯变形时不仅要承受摩擦磨损，还要承受高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨，所以热作模具钢必须具有高的硬度和抗粘附性。

(3)热稳定性高。热稳定性是指钢在高温下长时间保持其室温力学性能的能力。作为热模工作时，接触的是炽热的金属，甚至是液态金属，所以模具的表面温度很高，一般在400 ~ 700℃。这就要求热作模具钢不能在高温下加热，具有较高的热稳定性，否则模具会发生塑性变形，导致坍塌失效。

(4)优异的耐热疲劳性。热作模具的工作特点是反复加热和冷却。模具受热时膨胀，冷却时收缩，产生巨大的热应力，这种热应力是在相反的方向上交替产生的。在反复热应力的作用下，模具表面会形成网状裂纹(裂纹)。这种现象称为热疲劳，模具因热疲劳而过早断裂，是热作模具失效的主要原因之一。因此，热作模具钢必须具有良好的热疲劳性能。

(5)高淬透性。一般热模的尺寸都比较大，特别是热锻模。为了使整个模具截面的机械性能均匀，这就要求热模具钢的淬透性高。

(6)良好的导热性。为了防止模具积聚过多的热量，导致机械性能下降，需要尽可能降低模具表面温度和模具内部的温差，这就要求热作模具钢具有良好的导热性。

(7)良好的成形工艺性能满足成形需要。

适合红热冲压热作模具材料是哪种?

适合红热冲压热作模用HMAX系列模具钢详细介绍如下：

材料名称 ? ?材料牌号 ? ?特性 ? ?用途 ? ?可用硬度值 ?

HMAX系列热作模具钢 ? ?HMAX-D ? ?HMAX-D是高耐热中韧性模具钢，提高了断裂韧性和热疲劳抗力。工作温度达700℃以上，是一种空冷硬化型的热作模具钢，具有高温韧性及热稳定性高，冷热疲劳抗力和热磨损性能好等优点。 ? ?HMAX-D适用于制作受热温度较高，使用条件苛刻的热作模具，如黑色及有色金属材料的热挤压模，热精锻模等。钢使用寿命比3Cr2W8V钢有显著提高。 ? ?HRC48～50 ?

HMAX-R ? ?HMAX-R是新型高耐热中韧性模具钢热作模具钢，使用寿命比3Cr2W8V钢高标准2-6倍，适于制造温度较高，与工件接触时间长，易引起热变形塌陷或热磨损失效的模具。良好的热强性、红硬性和耐磨性 ? 2.耐热冲击及抗冷热疲劳性能均佳 3.切削加工性能好、淬火温度范围宽、淬透性好。 ? ?HMAX-R钢轴承内圈成形冲头、）轴承内圈切底冲头、）轴承内圈成形凹模、轴承外圈成形凹模、钢球热镦模、汽车气门热锻模、汽车弹簧芯棒、汽车起动电机驱动齿轮高速锻模、螺母热锻模、柱塞热压冲头、紫铜热挤压模、自行车曲柄滚锻模、缝纫机摆梭头等。 ? ?HRC50～55 ?

HMAX-3 ? ?HMAX-3钢是中耐热高韧性具有优良的强韧性，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。 ? ?HMAX-3钢适用于热锻成形凹模、连杆辊锻模、轴承套圈毛坯热挤压凹模、高强钢精锻模、中小型机锻模、高温轧辊模具、铝合金压铸模等模具上，都有良好的效果。 ? ?HRC48～50 ?

HMAX-4 ? ?HMAX-4是针对铜合金压铸、热锻、热挤压、热剪切、热轧辊模而研制的新型热作模具用钢，也是一种中碳超高强度和空冷硬化型耐高温模具钢，具有良好的热强性、红硬性和耐磨性。 ? ?由于HMAX-4模具钢种的各项综合性能良好，适用于制作受热温度较高，使用条件要求苛刻的铜合金压铸、热锻、热挤压、热剪切、热轧辊模热作模具。汽车变速箱同步器铜锥环压铸模、铜弯管接头压铸模、1/2铜闸阀体压铸模、1铜闸阀体壳压铸模、铜管热挤压模、轴承套圈热挤压模、液锻活塞模等模具比3CR2W8V名称提高3-6倍。 ? ?HRC52～55 ?

HMAX-5 ? ?冷热两用基体钢，基体纯净、 ? 退火组织均匀、各个方向都具有优良的韧性和延展性、 良好的耐磨性 、 ? 良好的热处理尺寸稳定性、优良的淬透性、良好的抗回火软化性能、良好的高温强度、良好的抗热疲劳性、 极佳的抛光性，兼具高硬度高耐磨性和高韧性。

HMAX-5钢具有优异的冲击韧性、高耐磨性、高的使用硬度，适用于各种热作（热挤压、压铸、复杂型腔热锻）模具，主要针对高韧性和高硬度兼备的热态工况，也可以作为冷作模具材料（如重型冲裁、冷锻等），还可用于高镜面、高耐磨性、高韧性的复杂型腔塑胶模具。??????????????????????????????????????????????????????????????????? ? 也适用于工况非常苛刻的热模段、 热冲压模具、 冷作模具和工程用钢， 例如： 高速热锻模具（精密齿轮、曲轴、连杆、气门芯模具， ? 高负荷冲切模具、 搓丝模具等；也适用于耐磨性要求特高的增强型塑料和压塑模具；高温耐磨性要求很高的热挤压模具等。

HRC56～58 ?

HMAX-6 ? ?HMAX-6是高耐热高韧性冷热兼用基体模具钢，硫含量极低（＜ ? 5ppm） ， 基体纯净、 组织均匀， 无大块共晶碳化物、 淬回火后有优越的冲击性能， 兼有高的高温强度、 高韧性。

HMAX-6适用于热锻工艺中对耐磨性异常严苛（ ? 如冲头类） 的情况和耐高温模具（ 如气门类） 。也适合应用与热锻、热冲、热轧、顶锻、轴向闭模轧制、热弯等工况下的模具或工具。

HRC58～60 ?

什么材料模具钢耐高温又有很好的热稳定性

抚顺特钢FS443(8418)模具钢耐高温又有很好的热稳定性

产品介绍

抚顺特钢FS443(8418)是抚顺特钢发展的一种高品质热作模具钢，其采用了先进的生产及精炼技术，由此使得8418作为全新发展的压铸模具钢而具备优良的抗热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损、并具备出色的韧性，热强度和回火稳定性的平衡，从而能良好的防止表面网状裂纹及其扩展。这些独特的性能使其成为压铸、热锻、热挤模具钢的不二选择。

特性

1.极佳的韧性合延展性且各项同性

2.优良的抗回火软化性能

3.优良的高温强度

4.极佳的淬透性、耐磨性及韧性

5.优良的抗热疲劳龟裂

供应状态

退火态≤235HB。

用途

高压压铸模具、热挤压模具（如：模仁衬套、顶杆、承块等）、热锻模具、锻造模具等。

HM1和HM3是什么材料

HM1和HM3是两款新型的模具钢材料，HM1（3Cr3Mo3W2V）模具钢其冷加工、热加工性能良好，淬火温度范围较宽，具有较高的热强性、热疲劳性能，良好的耐磨性和耐回火性等特点，是综合性能优良的高强韧性热作模具钢。HM1钢适合制造镦锻、压力机锻造、挤压等热作模具，模具使用寿命较高，是目前国内研制的工艺性能好，使用面广，具有较广应用前景的新钢种之一。

HM3（3Cr3Mo3VNb）模具钢是参照国外H10钢和3Cr3Mo系热作模具钢，结合我国资源情况研制而成的新型高强韧性热锻模具钢。HM3模具钢其特点是在碳含量较低的情况下加入微量元素Nb，使钢具有更高的耐回火性、热强性，有明显的回火二次硬化效果。HM3钢模具寿命比3Cr2W8V钢、5CrNiMo钢及4Cr5W2VSi钢等模具提高2～10倍，可以有效地克服模具因热磨损、热疲劳、热裂等引起的早期失效。

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