热作模具钢组合模（更好的热作模具钢）
今天给各位分享热作模具钢组合模的知识，其中也会对更好的热作模具钢进行解释，现在开始吧！
热作模具钢都有哪些分类特点？
热作模具钢成分特点：
1、含碳量
一般为中碳，碳的质量分数为0.3%～0.6%。保证材料具有较高的强度和硬度，较高的淬透性以及较好的望性、韧性。
2、合金元素
加入的合金元素有Cr、Mn、Si、Ni、W、Mo、V等合金元素。其中Cr、Mn、Si、Ni合金元素的作用是强化铁素体和提高淬透性。W、Mo合金元素是为了防止回火脆性，Cr、W、Si合金元素能提高相变温度，使模具在交替受热与冷却过程中不致发生相变而发生较大的容积变化，从而提高其抗热疲劳的能力。另外，W、Mo、V等在回火时以碳化物形式析出而产生二次硬化，使热作模具钢在较高温度下仍保持相当高的硬度，这是热作模具钢正常工作的重要条件之一，Cr、Si能提高钢的抗氧化性。
热作模具钢分类：
热作模具钢的分类方法很多，可以根据合金元素含量及热处理后的性能分类，可以按用途分，也可以按合金元素分类。
(1)按用途可分为热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸模用钢，热冲裁模用钢。
(2)按耐热性可分为低耐热钢（350～370℃）、中耐热钢（550～600℃）、高耐热钢。
(3)按特有性能分为高韧性热作模具钢、高热强热作模具钢、高耐磨热作模具钢。
(4)按合金元素分类可分为低合金热作模具钢（钨系、铬系和钼系）、中合金热作模具钢和高合金热作模具钢（钨钼系和铬钼系）；或分为钨系热模钢、铬系热模钢及铬钨钼系热模钢。铬钨系高合金热作模具钢的高温强度及热稳定性不及钨钼系，而冷热疲劳抗力及韧性比钨钼系高。
热作模具钢是指适宜于制作对金属进行热变形加工的模具用的合金工具钢，如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。由于热作模具长时间处于高温高压条件下工作，因此，要求模具材料具有高的强度、硬度及热稳定性，特别是应有高热强性、热疲劳性、韧性和耐磨性。
热作模具钢的种类有哪些？
热作模具钢的种类以及其分法的不同而有差异。常用的分类方法有四种：种分类方法是以其所制造的模具用途来分类，热作模具钢可分为锤锻模具钢、热顶锻模具钢、热挤压模具钢、热冲裁模具钢和精锻模具钢以及压铸模具钢；第二种分类方法是以其所表现出的特有性能分类，热作模具钢可分为高韧性热作模具钢、高热强热作模具钢、高耐磨热作模具钢和特高热强热作模具钢；第三种分类方法是以其成分中的主要元素来分类，热作模具钢可分为铬系热作模具钢、钨系热作模具钢和钼系热作模具钢；第四种分类方法是以其所含合金元素的含量（质量分数）多少来分类，热作模具钢以其所含合金元素总量（质量分数）的多少可分为低合金热作模具钢、中合金热作模具钢、高合金热作模具钢。
热作模具钢各种分类方法及对应钢种：
① 按用途：锤锻模具钢
按性能：高韧性模具钢
按合金元素含量：低合金热作模具钢
钢种：5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV
②按用途：热顶锻模具钢、热挤压模具钢和精锻模具钢
按性能：高热强模具钢
按合金元素含量：中合金热作模具钢
钢种：3Cr3Mo3W2V、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2SiV、4Cr3Mo3SiV
③按用途：热顶锻模具钢、热挤压模具钢和精锻模具钢
按性能：特高热强模具钢
按合金元素含量：高合金热作模具钢
钢种：3Cr2W8V、5Cr4Mo3SiMnVAl、5Cr4W5Mo2V、7Mn15Cr2Al3V2WMo
④按用途：压铸模具钢
按性能：高热强模具钢
按合金元素含量：中合金热作模具钢
钢种：4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2SiV、3Cr2W8V、4Cr5Mo2MnVSi、4Cr3Mo2MnVNbB
⑤按用途：热冲裁模具钢
按性能：高耐磨模具钢
按合金元素含量：低合金高碳热作模具钢
钢种：8Cr3
常用的热作模具钢种类：
① 低合金热作模具钢：5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi、8Cr3、3Cr2MoVNi、5CrNiMoV
② 中合金热作模具钢：4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、4Cr3Mo3SiV、4Cr2NiMoVSi、3Cr2MoWVNi、3Cr3Mo2MnV、4Cr3Mo2MnVB、4Cr5MoWVSi、4Cr3Mo2NiVNb、4Cr3Mo2NiVNbB、4Cr5Mo2MnVSi、3Cr3Mo2WV、4Cr3Mo3VCo、4Cr5MoSiWV、4Cr5Mo2SiV、4Cr5MoSiV、4Cr3W2Co2Mo、4Cr5MoSiV1、4Cr5MoV、4Cr5Mo3V、3Cr3Mo3V、3Cr3Mo3Co3V、4Cr3Mo5V1、4Cr3Mo2V、3Cr2W5V、3Cr3Mo3W2V
③ 高合金热作模具钢：3Cr2W8V、5Cr4Mo3SiMnVAl、5Cr4W5Mo2V、5Cr4W2Mo2SiV、5Mn15Cr8Ni5Mo3V2、5Cr4W3Mo2VNb、5Cr4W3Mo2VSi、6Cr4W6MoAl-SiVNiNb、6Cr4Mo3Ni2WV、4Cr3Mo2W4VTiNb、5Cr4W4MoVNb、5Cr4Mo3W2V、6W5Mo4Cr4VNbTi、4Cr5Mo2NiVSiRE、4Cr5W3Mo2SiV、8Mn15Cr18、4Cr4W4V2Mo、4Cr13Ni4Mo、7Mn15Cr2Al3V2WMo
比较热作模具钢和冷作模具钢合金化和热处理的特点，分析合金元素作用的异同
一、冷作模具钢
冷作模具钢包括制造冲截用的模具（落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀）、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等
1.冷作模具钢的工作条件及性能要求
冷作模具钢在工作时．由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。
冷作模具钢与刃具钢相比．有很多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具外形及加I工艺复杂．而且摩擦面积大．磨损可能性大．所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大．又由于外形复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、外形复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（由于是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。
2.钢种选择
通常接冷作模具的使用条件，可以将钢种选择分为以下四种情况：
（1）尺寸小、外形简单、轻负荷的冷作模具。例如．小冲头，剪落钢板的剪刀等可选用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。这类钢的优点是；可加工性好、价格便宜、来源轻易。但其缺点是：淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。因此，只适于制造一些尺寸小、外形简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。
（2）尺寸大、外形复杂、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具钢。这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。其中9Mn2V钢是我国近年来发展的一种不含Cr的冷作模具用钢．可代替或部分代替含Cr的钢。
9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小、脱碳倾向性比9SiCr钢小，而淬透性比碳素工具钢大．其价格只比后者高约30％因此是一个值得推广使用的钢种。
但9Mn2V钢也存在一些缺点如冲击韧性不高，在生产使用中发现有碎裂现象．另外回火稳定性较差，回火温度一般不超过180℃在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。
9Mn2V钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具，可采用奥氏体等温淬火。
（3）尺寸大、外形复杂重负荷的冷作模具。须采用中合金或高合金钢．如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等，另外也有选用高速钢的。
近年来用高速钢做冷作模具的倾向巴日趋增大、但应指出，此时已不再是利用高速钢所特有的红硬性优点．而用它的高淬透性和高耐磨性。为此．在热处理工艺上也应有所区别。
选用高速钢做冷模具时．应采用低温淬火．以进步韧性。例如 W18Cr4V钢做刃具时常用的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时，则应采用1190℃的低温淬火。又如 W6Mo5Cr4V2钢．采用低温淬火后可使寿命大大进步、特别是明显减少了折损率。
〔4)受冲击负荷且刀间单薄的冷作模具。如上所述．前三类冷作模具用钢的使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等．其对口单薄．使用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为了解决这一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亚共折钢．以避免由于一次及二次碳化物而引起钢的韧性下降；②加进Si．、Cr等合金元素．以进步钢的回火稳定性和回火温度（240一270℃回火）这样有利于充分消除淬火应力使叽进步．而又不致降低硬度；②加进W等形成难熔碳化物的元素以细化晶粒、进步韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。
3.充分发挥冷作模具钢性能潜力的途径
在用Cr12型钢或高速钢做冷作模具时，一个很突出的题目是钢的脆性大．使用中易开裂。为此，必须用充分锻打的方法细化碳化物．除此之外应发展新钢种。发展新钢种的着眼点，应是降低钢的含碳量及碳化物形成元素的数目。
Cr4W2MoV 钢具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等优点．并具有较好的回火稳定性及综协力学性能．用干制造硅钢片冲模等．可使寿命比Cr12MoV钢进步1～3倍以上但此钢铸造温区范围较窄，铸造河县开裂．应严格控制铸造温度和操纵规认Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低、淬火变形小、淬透性高．有空淬微变形模具钢之称7W7Cr4MoV钢可代W18Cr4V和Cr12MoV钢．其特点是钢的碳化物不均匀性和韧性得到很大的改善。
二、热作模具钢
1.热作模具的工作条件
热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。如前所述．热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触、这是与冷作模具工作条件的主要区别。因此会带来以下两方面的题目：
（l）模腔表层金属受热。通常锤锻模工作时．其模腔表面温度可达300～400℃以上热挤压模可达500一800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。如压铸玄色金属时模腔温度可达1000℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度明显降低，在使用中易发生打垛。为此．对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的种途径，即加进Cr、W、Si．等合金元素可以进步钢的回火稳定性。
（2）模腔表层金属产生热疲惫（龟裂）。热模的工作特点是具有间歇性．每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此．热模的工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用．其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲惫现象，由此，对热模具钢提出了第二个基本使用性能要求．即具有高的热疲惫抗力。一般说来，影响钢的热疲惫抗力的因素主要有：
①钢的导热性。钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲惫倾向性。一般以为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢（C0.3%5～0.6%）合碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降．也是不利的。
②钢的临界点影响。通常钢的临界点（Acl）越高．钢的热疲惫倾向性越低。因此．一般通过加进合金元素Cr、W、Si、引来进步钢的临界点。从而进步钢的热疲惫抗力。
2.常用热作模具用钢
（1）锤锻模用钢。一般说来，锤锻模用钢有两个题目比较突出一是工作时受冲击负荷作用．故对钢的力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高；二是锤锻模的截面尺寸较大（400mm）故对钢的淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀。
常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同类型的锤眼模应选用不同的材料。对特大型或大型的锤锻模以5CrNiMo为好．也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。对中小型的锤锻模通常选用5CrMnMO钢。
（2）热挤压模用钢，热挤压模的工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达500一800℃。对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度(即高的回火稳定性）和高的耐热疲惫性能为主。对ak及淬透性的要求可适当放低。一般的热挤压模尺寸较小，常小于 70～90 mm。
常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等热作模具钢．其化学成分如表4.16所示。
其中4CrW2Si．既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢．由于用途不同，可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度（870—900℃）及低温或中温回火处理；作热模时则采用较高的淬火温度（一般为950一1000℃）及高温回火处理。
（3）压铸模用钢。从总体上看，压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高的回火稳定性与高的热疲惫抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同．如常采用4CrW2Si．和3Cr2W8V等钢。但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模．可选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；对Al和Mg合金压铸模，可选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等对Cu合金压铸模．多采用3Cr2W8V钢。
近年来．随着玄色金属压铸工艺的应用，多采用高熔点的铝合金和镍合金．或者对3Cr2W8V钢进行Cr-Al-SI三元共渗，用以制造玄色金属压铸模。更近国内外还正在试验采用高强度的铜合金作玄色金属的压铸模材料。
请教下HD(4Cr3Mo2NiVNbB)模具钢的详细热处理方法，此材料是用来做热锻三通用的，谢谢！
热作模具钢4Cr3Mo2NiVNbB（代号HD）钢等。耐腐蚀钢、热作模具钢、塑胶模具钢HD钢较一般中碳3％Cr～2％Mo或3％Cr～3％Mo型热作模具钢又增加了1％左右的
Ni，进一步提高了钢的韧性和塑性。在相同硬度（HRC43）下，其断裂韧性比3Cr2W8V钢高30％。用HD钢制造的铜合金管材挤压底模和穿孔针的使用寿命较3Cr2W8V钢提高一倍左右，并在轴承环热挤冲头和凹模、汽门挤压底模上也有成功应用的例子。用Y4钢制造铜合金挤压模底模和穿孔针顶头，模具的使用寿命也比3Cr2W8V钢制造的模具稳定地提高一倍以上。
铝型材热挤压模平模和组合模对韧性的要求较高，4Cr5MoV1Si是的模具材料，已被大量推广应用。
高温玻璃模具钢玻璃制品模具要求模具材料具有优良的抗高温氧化性能和冷热疲劳性能，良好的耐芒硝腐蚀性能，足够高的强度，良好的抛光性能，并要易于脱模。此类模具常用铸铁、合金铸铁或3Crl3不锈钢制造，钢的性能远满足不了实际需要。为此，国内开发了代号为GY的高温玻璃模具钢。该钢是Si-Cr-Mo系预硬钢，具有良好的冷热疲劳性能，优异的抗氧化性能，优良的抗热触性能和较高的玻璃粘附温度。该钢在预硬后（HRC35左右）加工，加工性能良好，尤其适用于制造玻璃熔化或成型温度较高、表面质量要求高的玻璃制品模具。4Cr5Mo2MnVSi（代号Y10钢），与4Cr3Mo2NiVNB同时研发、是针对铝合金压铸模具而研制的，与3Cr2W8V钢相比，该钢具有抗冷热疲劳性能好、热处理变形小、抗铝溶损性能好等优点，模具的使用寿命普遍比3Cr2W8V钢制造的模具的使用寿命提高一倍以上。该钢还可用于制造工作温度在600℃以下的中小热锻等模具。
4Cr3Mo2NiVNbB钢的主要化学成分（质量分数%）
成分
C
SiMnCrMnMoVPS
0.35
0.45≤
0.350.80
1.202.50
3.00 ≤
0.401.80
2.201.00
1.40≤
0.030≤
0.030
相变点Ac1=770℃、Ms=320℃
HM-1:4Cr3Mo3W2V模具钢材
HM-1钢属于一种高热强性基体钢，有高的高温冲击韧性，较好的抗冷热疲劳性能。在用于轴承成型凹模时，寿命是5CrMnMo的6-9倍；在用于轴承塔形冲头时，寿命是3Cr2W8V模具钢材的4-7倍
HD：4Cr3Mo2NiVNbB模具钢
HD模具钢是大冶钢厂通过调整合金元素生产的一种新型热作模具钢。具有良好的热强性、热稳定性，高温冲击韧性可达75J/cm2，断裂韧性比3Cr2W8V模具钢高23.7%，具有良好的抗热磨损性能、导热性和工艺性能。适用于钢合金或钢质挤压模具，压铸模具，寿命有明显提高。
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原文标题：热作模具钢组合模（更好的热作模具钢）
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