除了良好的使用性能外，热模钢更基本的技术性能主要是在不同的环境温度标准下具有较强的抗压强度、韧性、耐磨性、缓解疲劳和耐热性。这一特点主要由钢铁的化学成分和冶炼厂的生产工艺决定。

　　1) Cr等含有大量合金成分、W、Mo、Ni、V、Si、Co等多元合金化。但各种元素的配制非常重视，相互补偿，可以使多种风格充分发挥更大的作用。因此对热处理工艺影响较大；

　　2) 与冷模钢相比，碳含量相对较低。

　　20世纪90年代初，中国机械工业技术发展基金委员会的相关专家免除了热模具钢的无效、技术性能和热处理工艺，致力于科学规范的材料选择和热处理工艺，以延长使用寿命。世界各国共有27种热作模具钢，主要包括已列为我国国家标准的钢材型号，新开发的钢材型号具有良好的特点，可以全面推广。其科研成果产考。[14][15]

　　这种钢具有良好的韧性，是制造热作模具工作部件的关键生产。象征性钢材型号为5Crnimo和5Crmnmo钢。5CrNiMo钢具有良好的特性。它是一种冷热交替的模具钢。由于抛光特性，有时用作注塑模具零件。

　　强烈建议5CrNiMo钢的正常淬火温度为820-880℃，油冷。回火温度可从400-60(TC中间选择，根据模具操作温度和强度规定确定，淬火应充分，一般为2次淬火。淬火与中国锻造模具的强度关系如表3-10所示。

　　3-105grnimo钢锻造模具的回火温度和强度

　　5CrNiMo钢中的渗碳体通常是M3C，加热到950℃左右可以溶解在马氏体中，但晶体较厚。88CTC热处理后，机构为纤维奥氏体和少量板条奥氏体。板条形奥氏体通常在900℃热处理后，只有少量纤维状奥氏体。这种钢在830℃热处理，200-250℃淬火后物理性能好，强度约54HRC。淬火在300℃以内，延展性降低，应尽量避免选择。

　　在I00TTC下，5CrNiMo钢的Aic值不会受到淬火温度的危害，这表明5CrNiMo钢的Aic值对奥氏体晶粒度的敏感性较低。回火温度小于450℃时，断口形状均为沿晶破裂加准类型，以沿晶破裂为主。回火温度高于45(TC时，断口形状为孔窝。这类似于带有空缺的冲击性实验的试件断裂面。

　　中国经常使用5CrNiMo钢和美国L6(AlSl)相当于对待，其实不是。5CrNiMo钢在国内外都有一点V。例如，德国的55NiCrMoV6不仅含有V，还含有Cr、Ni、Mo的数量也高于5CrNiMo(GB)。5CrNiMoV钢列在我国GB/T1880-1989《模锻锤与大型机械锻压机模块技术条件》中。

　　以Mn代Ni为目的，5CrMnMo是为了节省昂贵的Ni原素。它们都来自前苏联的5xrmo，其特点不如5crnimo，特别是可塑性和延展性。由于Mn对超温敏感，淬火温度应略小于5crnimo，取820-850℃，油冷。回火温度为490-530℃，40-45HRC，锻造燕尾回火温度为600-62(TC,HRC强度为34-37。上述加工工艺仅限于周长小于300mmX300mm的中小型控制模块。

　　比5Crnimo更好的热锻模钢包括4Crnsimov和5Cr2nimovsi(45Cr2)钢，基本热处理方法为550℃和85(TC2次加热，980-100CTC奥氏体化，油冷至650-700℃至300-350℃。等温过程为3-4h，回火温度为670-680℃，保温4-5h，淬火2次，风冷，强度为40-44HRC。可参考第5章4CrMnSiMoV钢。

　　含w(Cr)5%的钢关键生产压铸模具、机锻模具等关键热作模具工作部件，具有热强度、热疲劳、热熔损伤、淬火阻力、耐热性等高连续高温特性。这种钢带Cr、W、Si、Mo、V等几种合金成分。碳含量中等，柔韧性好。我国规范中使用较多，具有代表性的钢材型号为4Cr5MoSivl、4Cr5Mosiv、4Cr5w2VSi等钢材。以4Cr5MoSivl钢(H13钢)为例。需要注意的是，目前在中国市场供应的4Cr5Mo4Sivl钢(包括其他国家的HB型和改进钢型)种类繁多，杂项繁多。无论是中国工厂生产的还是海外不同国家的相同型号，在成分设计方案和功能上都有一些差异。为了讨论方便，文章的文本没有严格的差异，即材料和意见来自不同的起源，仅供读者参考。

　　我国4Cr5Mosivl在有机化学分上与美国H13钢相同，但质量等级不同，特点非常或更好，如上海五钢公司的SW(P)H13。在世界各工业化国家的合金钢标准下，基本上都有类似的钢型。现阶段，除国产4Cr5Mosivl钢外，日本SKD61、大同市特钢公司DHA1、日立金属公司DAC是中国模具钢材销售市场的其他国家、FDAC、瑞典（瑞典)8407，德国X40crMov51、韩国STD61及其改进版和德国葛利兹公司品牌将有几个(GS-2344,GS-2344HT,GS-2367(ESR)，GS-2344M，GS-虽然2344HTSuper、GS2885EFS、GS2344ESR等X也有国家型号，但都是H13钢号发生的。据参考文献[5]报道：“1982年，美国90%以上的压铸模具凹模是由H13钢制成的。”。据参考文献[5]报道：“1982年，超过90%的压铸模具是由H13钢制成的。”在中国（中国），压铸模具原料3cr2W8V很少使用。H13和瑞典8407（相当于4cr5mosivl）被广泛使用。经过热处理和渗氮处理，压铸模具的使用寿命大大提高。”。4Cr5M〇Sivl钢的铝合金比例低于3Cr2W8V钢，但抗冷热交替疲劳性能、延展性和可塑性优于3Cr2W8V。因此，在压铸模具生产过程中更换3Cr2W8V钢是合理的。但不能理解为4Cr5NoSivl性能提升3Cr2W8V好，它们都有自己的特点。

　　市场上提供的4cr5mosivl钢或H13钢的管道或模坯在炼钢厂经过良好的煅烧或冷轧及其热处理工艺，保证了良好的牵相机构、适度的f度和良好的可加工性。因此，原材料不需要在生产厂淬火。但厂家改i成毛胚后，破坏原有的机构和性能，必须再次淬火。基本淬火工艺:860-890℃加热，保温充足后随炉制冷(如需操作制冷速度30℃/h),风冷可在500℃以下公布，强度为29HBS。

　　压铸模具故障描述，绝大多数压铸模具故障的原因主要是由于热处理工艺差，我们越来越意识到热处理工艺对压铸模具的必要性，压铸模具的热处理工艺被称为模具加工的关键之一。热处理是更重要的工艺流程。

　　H13钢在热处理、加热和制冷过程中，由于热膨胀、冷收缩和变化材料不同，容积变化，这是热处理变形和干裂纹的主要原因。H13钢压铸模具热处理工艺的体积变化（或变形）是有规律的。冲压模具和热处理工艺人员可以探索这些规律并使用它们，以实现变形程度的控制和优化。另一种变化主要是由热应力引起的。解决办法是及时处理，一般进行清除应力退火。与铁素体不锈钢冷作模具一样，热处理加热时必须充分加热，防止氧化渗碳。

　　H13钢常用的淬火冷却方法是什么？在37(TC左右的盐奶浴中冷却，直到模具零件各部分温度均匀，然后取下风冷。制冷到8(TC上下，应立即淬火。淬火2次，按lh/25mm计算隔热时间，每次不得小于4h。两次淬火的中间部件应冻结在室内温度下。盐奶浴淬火回火后应立即k理。淬火必须足够，这也是保质保量的关键。

　　H13钢在500℃以内淬火，有二次硬化，但首次降低。因此，H13钢生产的模具零件一般不应用于更大强度。

　　为了获得更佳韧性，更好选择强淬火温度和快速冷却的热处理方法，但这种操作变化相对较大。实践经验表明，H13钢的高温淬火会导致更多的变化。大中型复杂铝合金铸造模工作中的零件分级淬火，可获得满意的使用寿命。

　　H13钢模具零件在清洗工作深度加工后需要进行去应力退火(又称第三次淬火)。环境温度低于每次淬火17℃，应在气体炉中加热，一方面避免地面应力，另一方面，由于在还原空气炉中加热，表面形成一层氧化层，减少模具腐蚀的形状记忆合金，可发挥保护作用。

　　若进一步加强高频淬火，则可替代去应力处理，换句话说，高频淬火与去应力退火相结合，实际效果尤为好。H13钢高频淬火后硬度可达1100-1300HV。图3-24和图3-25为H13钢(4Cr5Mosivl)热处理及经不同环境温度淬火后蒸汽高频淬火强度曲线图。

　　超低温氮碳共渗(盐奶浴高频淬火，汽氮碳共渗)、H13类钢适用于离子渗氮。但环境温度应低于回火温度，以确保芯的抗压强度不降低。实验结果表明，回火温度对高频淬火层的深度和硬度有影响，回火温度低，初始硬度大，有利于强度和强度。日本SKD61相当于4Cr5M〇SiVl)参考本章3.1.5及图3-18-图3-21。

　　特别值得注意的是，合理的高频淬火层深层H13钢压铸模具零件（DN)浅不宜深，0.1-0.13mm更适合；太深容易造成尖锐边缘破裂。高频淬火可在510-525℃之间，此时不能看到碰地危害硬度。550℃高频淬火，硬度约1100HV，高频淬火深度明显较低，环境温度较低。

　　汽体高频淬火的保温时间不宜过长，一般10h就够了，过长会导致高频淬火层表面(外层)松动。若高频淬火后硬度过高，如高达1300HV，则该硬度不适合多种模具的主要用途。在这种情况下，高频淬火后的模具零件可以在550-600℃再次淬火，可以提高韧性。

　　高频淬火广泛应用于H13钢制造的模具零件，无论是热作还是冷工。目前我国还不广泛。高频淬火加工工艺也可参照热处理方法规范：GB钢的气体渗氮/T18177-2000、JB《气体氮碳共渗工艺》/T4155-1999、JB/T6956-1993《离子渗氮》等。热作模具钢热处理后，可参考JB/T8420-1996热作模具钢显微组织评价。

　　淬火回火后，H13类钢模零件进行深度加工(如切割、电火花线切割等)

　　经常发生在中间①磨削裂纹；②表面变软(制冷不良，切削温度超过回火温度)；③切割再次引起热应力。因此，深加工不仅要注意适当的加工工艺，深加工后要及时进行去应力退火。

　　H13钢去内应力加工工艺一般为:510-540℃加热，按lh/25mm保温，炉内冷却或风冷。

　　在使用H13钢压铸模具时，如果应用前未加热或预热不足，则在使用过程中经常及时处理，无润滑液或制冷不合理，容易开裂和早期失效。渗氮处理可延长模具维修后的使用寿命。

　　对于4Cr5MoSivl钢(H13)的缺点进行了一些改进，是所谓的H13钢改进版钢。现阶段有很多新型号。成分生产加工水平通常会进行一些调整，突出一个或多个特点，相应的热处理方法也会发生变化。非常值得详细介绍的例子如下:

　　1) FDAC易切预硬压铸模具钢是日本日立金属公司的型号。通过独特的冶炼厂生产加工，在SKD61的前提下加入多种易切合金成分。40-44HRC供应强度。热处理方法：1020-106(TC油冷，640-660℃淬火2次。

　　2) 日本大同特钢公司DHA1、DH21、DH31等。易切钢DH2F预硬底化型。37-41HRC预硬底化强度。570℃3h盐奶浴在DHAl钢淬火回火后渗氮。高频淬火层深度为0.1mm，硬度为680-690HV0.3(约59HRC)。

　　3) 在H13调整成分的前提下，德国蒂森公司发布了H13 Mo的GS-2344M钢；GS2344-HT和GS2344HTSuper(GS344HT)H13钢等几种改进版。GS2344M的Mo含量比传统H13高1.7%，提高了热强度和蠕变强度，具有良好的传热性和热处理工艺可靠性。退火工艺为730-780℃，炉冷，≤235HBS;淬火环境温度1030-1080(TC,风冷、油冷或500-55(TC热办制冷，强度57HRC，抗压强度2120MPa。GS2344HT一般采用650℃淬火、45RHC、抗压强度k1440MPa、GS2344HT。淬火：740-780℃炉冷，强度高≤170HBS。淬火环境温度为1000-1040℃，气体、油或500-550℃热浴冷却，强度为53HRC，抗压强度为1850MPa，1000-1040℃淬火，不同环境温度淬火后特性如表3-11。

　　4)瑞典博福斯（Bofors)R08155钢和UHBPREGA在很多地方都被用作高价H13替代钢。钢材一般以330-360HBS的强度供应和销售预硬底化钢材。该钢具有优异的切削性能。淬火环境温度也低于H13。油冷(也可风冷)一般为900℃，回火温度按强度选择为400-600℃。抗淬火性价比高，500℃持续高温，强度仍较高(约450HBS)。抗压强度强(抗压强度约1600MPa)、抗拉强度(约1400MPa)。这种钢代替H13作为锤锻模，使用寿命更长。采用44-47HRC作为铝合金挤压支撑模。这种钢可以进一步加强高频淬火，效果很好。目前我国还没有相应的钢材型号。

　　3Cr2W8V是另一种典型的热强型超耐磨热作模具钢，使用寿命长，极为普遍。但3Cr2W8V合金成分含量高，特别是W含量高，耐热磨损性好，耐高温抗压强度高，第一次高温（550℃低值消耗）和耐热性高。然而，随着淬火湿度的提高，这些持续的高温性能与淬火环境温度有关。而持续的高温淬火对模具零件的热处理过程造成了一系列的困难。传热性差，易干裂，可塑性和热疲劳性能明显降低。目前，3Cr2W8V的应用趋于理性和普通。许多地方被3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V、5Cr4Mo3Simnval等新型热强型热作模具钢所取代。

　　3Cr2W8V钢的正常奥氏体化温度为1100-1150℃。为了减少地面应力和变形，除了缓慢加热外，大型物体或复杂物体应在800-850℃加热平均温度。或在奥氏体化后，在空气中冷却至约900-950℃后再淬油。若用渗碳炉加热，则盐奶浴应进行更好的脱氨净化处理。在渗碳炉中加热，奥氏体化环境温度可略有降低。

　　淬火取560-580℃，每次保温时间不得小于2h。强度48-52HRC;610-630℃淬火2次，强度为47-49HRC;650-655℃淬火2次，强度为42-44HRC。

　　3Cr2W8V钢的其他主要缺点是缓解疲劳能力差，抗氧化能力差。当模具工作温度超过410℃时，其破裂母度值（Ale)也不是很高。压铸模具成型零件不如H13槽钢好。高合金热作模具钢的热处理标准如表3-12所示。

　　表3-12常用高合金热作模具钢热处理工艺标准

　　本文起源于*港峰公司(葛利兹、名佳利)*，请注明转载来源！ 2016-4-28