热作模具的工作条件和对模具材料的性能要求

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第339页（1195字）

热作模具主要用于热压力加工(包括锤模锻、热挤压、热镦锻、精密锻造、高速锻造等)和压力铸造，也包括塑料成型。随着被成型材料的种类和工作状态不同，对模具材料的性能要求也有较大差异。

热锻模，特别是锤锻模，承受着较大的冲击载荷和工作压力，模具的型腔除产生剧烈的摩擦外还经常与被加热到1050～1200℃高温的毛坯接触，型腔表面温度一般在400℃以上，有时能达到600～700℃，随后又经水、油或压缩空气对锻模进行冷却，这样冷热反复交替使模具极易产生热疲劳裂纹。因此要求热锻模材料要具有比较高的高温强度和热稳定性(即红硬性)，适当的冲击韧性和尽可能高的导热性、良好的耐磨性和耐热疲劳性，在工艺性能方面要有高的淬透性和较好的切削加工性能。

近年来被推广的热挤压、热镦锻、精密锻造、高速锻等先进工艺，由于其模具的工作条件比一般热锻模更为恶劣，因此对模具材料提出了更高的要求。这些模具在工作时需长时间与被变形加工的金属相接触，或承受较大的打击能量，模具型腔的受热温度往往比锤锻模高，承受的负荷也比锤锻模大，尤其是黑色金属挤压和高速锻，模具型腔表面温度通常在700℃以上，高速锻时，型腔表面的加热速度为20000～40000℃／秒，温度可达950℃左右、造成模具寿命显着下降。所以特别要求模具材料要有高的热稳定性和高温强度、良好的耐热疲劳性能以及高的耐磨性。

压力铸造是把熔融金属在高的压力下高速铸入模具型腔以获得精密铸件。压铸模除承受一定的压力外，型腔表面频繁的与600～1000℃的炽热金属接触，并受到液态金属的冲刷和挤压，产生强烈的摩擦磨损，此外还将受到液态金属的化学腐蚀。对压铸模材料，特别是黑色金属压铸，要求具有高的高温硬度和导热性，优良的耐热疲劳性能，较好的耐腐蚀性和微小的热处理变形。

塑料模包括热固性塑料和热塑性塑料模具，同上述模具相比其受热、受力、受腐蚀和受磨损程度较轻，对模具材料除要求一定的强度、韧性和表面耐磨、耐蚀性外，特别要求具有良好的工艺性能，以获得较好的尺寸精确性和表面光洁度。

GB1299－77和YB／Z10－76中列入的热作模具钢见表121。常用热作模具钢的热处理如表122所示。

表121 热作模具钢钢号和化学成分(GB1299－77、YB／Z10－76)

注：硫、磷含量各不大于0．030%。

表122 常用热作模具钢的热处理