热挤压模具钢的选用及硬度
热挤压模具钢的选用及硬度
很多有色金属和钢的型材、管材和异型材是采用热挤压工艺成形的。热挤压模具是在高温、高压、磨损和
热疲劳等恶劣条件下服役的。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。
热挤压钢的模具材料，凹模选用4Cr5MoSiV1加3Cr2W8V镶块，垫块则选用4Cr5MoSiV和4Cr5MoSiV1和
3Cr2W8V或镍基高温合金。心棒仍用4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1等钢种，挤压筒和内衬材料则选用4Cr5MoSiV
和4Cr5MoSiV1钢种。
挤压模具的寿命与所挤压的材料、挤压比密切相关，当加工变形拉力大的金属材料或在高挤压比的情况
下，凹模和心棒的寿命大为缩短。模具的润滑条件和冷却对模具寿命有很大的影响。
另外，对在高温条件下磨损情况严重的热挤压模具，特别是挤压复杂形状工件的模具，有时采用高热强
性的奥氏体型热强模具钢以及特种材料的镶块模具，特种镶块材料包括特种硬质合金、氧化铝及氧化锆陶
瓷材料等。
热挤压模具用钢的选择见表1-1-16。
表1-1-16 热挤压模具用钢选择
被热挤压
工件的材料
铝、镁合金 铜和铜合金 钢
模具名称 模具材料 硬度 (HRC) 模具材料 硬度 (HRC) 模具材料
硬度
(HRC)
凹模 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 47~51 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 5Cr4Mo2W2SiV, 3Cr2W8V 42~44 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 5Cr4Mo2W2SiV, 3Cr2W8V 44~48
凹模垫块 及凹模环 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 46~50 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 40~44 4Cr5MoSiV1,
4Cr5MoSiV
40~44
心棒 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 46~50 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 46~50 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 46~50
心棒头及 镶块 W6MoCr4V2, 6W6Mo5Cr4V 55~60 6W6Mo5Cr4V, 镍基高温合金 4Cr5MoSiV1,
3Cr2W8V
44~50
挤压缸内套 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 42~47 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 42~47 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 42~47
垫块 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 40~44 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSi, , , , V 40~44 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV 40~44
3Cr2W8V钢
3Cr2W8V热作模具钢_3Cr2W8V热作模具钢成分、特性（1）模具钢特性：莱氏体钢，高热强热作模具钢，常用的压铸模具钢。
该钢具有良好的锻造、机械加工和热处理工艺性能，在高温下具有较高的硬度，但其韧性和塑性较差，淬透性中等，截面厚度≤80～100mm可淬透。
此钢相变温度较高，抗热疲劳性良好，具有较低的含碳量，以保证高韧性及良好的导热性，同时含有较多易形成碳化物元素铬、钨，在高温下具有高硬度、强度。
该钢在1140～1150℃高温加热以后，有P、As9(砷)、S、Sb（锑）等元素在晶界偏聚，使该钢冲击韧性αku、断裂韧性值K IC下降，容易出现早期脆性断裂。
故只有在400℃以下多次回火，或在680℃以上回火，可予以避免，又能保持红硬性。
该钢在高温回火以后，增加回火总次数和保温时间，或在500～600℃长时间进行化学热处理，都会使晶界杂质偏聚加剧。
采用低温淬火，模具也不易脆裂。
该钢在使用以前必须进行充分的预热，并应避免喷水冷却，以油冷、水雾冷却和水风为主，否则，采用喷水强制冷却，容易出现早期热疲劳开裂。
高温回火规范适用于小型热锻模块锻坯（厚度＜300mm﹚，以及对旧模翻新以前的软化处理。
⑵供货状态及硬度退火态，硬度207～255HBS，压痕直径3.8～4.2mm。
⑵标准GB/T 1299-2000钢的化学成分（质量分数，%）C 0.30～0.40、Si≤0.40、Mn ≤ 0.40、Cr 2.20～2.70、W 7.50～9.0、V 0.20～0.50。
⑶参考对应钢号我国GB标准钢号3Cr2W8V、我国台湾CNS标准钢号SKD5、俄罗斯ΓCT标准钢号3X2B8Ф、法国AFNOR标准钢号Z30WCV9、法国NF标准钢号Z30WCV9、意大利UNI标准钢号X28W09KU/X30WCrV93KU、日本JIS标准钢号SKD5、韩国KS标准钢号STD5、美国ASTM/UNS标准钢号H21/T20821、国际标准化组织ISO标准钢号30WCrV9、德国DIN标准钢号X30WCrV93/X30WCrV93KU；德国DIN标准材料编号1.2581、瑞典SS标准钢号2730、英国BS标准钢号BH21(A)⑸临界点温度（近似值） M c1=850℃。
P20 718 H13 D2
P20中国牌号：3Cr2Mo美国牌号：P20标准： AISI-p20 GS-2311 ASSAB-618简介：P20钢材是一种模具焊材的型号，最早的是P20，紧接着P20H，P20Ni相继问世。
P20钢材适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料。
此钢具有良好的可切削性及镜面研磨性能。
P20模具钢化学成分：碳 C ：0.38锰 Mn：1.30铬 Cr： 1.85钼 Mo ：0.40硫 S ：0.008使用方法：P20钢材已预先硬化处理至285-330HB（30-36HRC），与瑞典618德国GS-2311状态相当，可直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材才可满足一般用途需求，模具寿命可达50W模次。
特性：真空脱气精炼处理钢质纯净，适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。
预硬状态供货，无需在热处理可直接用于模具加工，缩短工期。
经锻轧制加工，组织致密，100%超声波检验，无气孔，针眼缺陷。
用途：热塑性塑胶注塑模具，挤压模具。
热塑性塑料吹塑模具。
重载模具主要部件。
冷结构制件。
常用于制造电视机壳，洗衣机，冰箱内壳，水桶等。
加硬处理：为提高模具寿命达到80万模次以上，可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。
淬火时先在500-600℃预热2-4小时，然后在850-880℃保温一定时间（至少2小时），放入油中冷却至50-100℃出油空冷，淬火后硬度可达50-52HRC，为防止开裂应立即进行200℃低温回火处理，回火后，硬度可保持48HRC以上氮化处理：氮化处理可得到高硬度表层组织，氮化后的表层硬度达到650-700HV （57-60HRC）模具寿命可达到100万次以上，氮化层具有组织致密，光滑特点，模具的脱模性及抗湿空气及碱液腐蚀性能提高力学性能：圆钢球化退火至硬度≤235HB718模具钢概述718模具钢，我国牌号3Cr2NiMo是在P20（3Cr2Mo）改进型钢号，品718模具钢图片质上有较大改进，使之填补P20模具钢材的不足，满足P20模具钢材达不到要求的场合。
S2311模具钢执行标准及钢板性能分析
S2311
1、S2311模具钢（2311预硬塑胶模具钢）是一种钢材，经热处理后，加工及抛光性能良好,更适宜电火花加工。
可用于一般制造大型塑胶模具及用做塑料模模架。
2、S2311钢板执行标准：沙钢企业标准
3、S231：!钢板交货状态：淬火+回火或回火
4、S2311钢板加硬处理：
为提高模具寿命达到80万模次以上，可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。
淬火时先在500∙600团预热2・4小时，然后在85O∙88O0保温一定时间（至少2小时），放入油中冷却至50∙100团出油空冷，淬火后硬度可达50-52HRC,为防止开裂应立即进行2000低温回火处理，回火后，硬度可保持48HRC以上
5、S2311钢板氮化处理
氮化处理可得到高硬度表层组织，氮化后的表层硬度达到650-700HV
8、S2311模具钢材特征
有较高的抛光性能，良好的加工性，优良的强韧性，可淡化处理或镀珞。
真空脱气精炼处理钢质纯净，适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。
预硬状态供货，无需在热处理可直接用于模具加工，缩短工期。
经锻轧制加工，组织致密，100%超声波检验，无气孔，针眼缺陷。
9、S2311模具钢用途
•热塑性塑胶注塑模具，挤压模具。
•热塑性塑料吹塑模具。
•重载模具主要部件。
•冷结构制件。
•常用于制造电视机壳，洗衣机，冰箱内壳，水桶等。
使用方法：P20已预先硬化处理至285-33OHB（30-36HRC）,与瑞典618德国GS∙2311状态相当，可直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材才可满足一般用途需求,模具寿命可达50W模次。
瑞典模具钢
X13T6W(236)电渣重溶模具材料详细介绍：X13T6W(236H)电渣重溶模具钢材详细介绍：MEK4/DIN1.8523高耐磨塑胶模具钢详细介绍：高温热作模具用合金BC-3详细介绍：高温热作模具用合金BC-3材料介绍热挤压材料BC-3是一种新型特种合金材料，适应于800℃以上应用的热加工领域。
具有良好的稳定性和耐磨性及红硬性，同时具有优良的抗急冷急热和抗高温氧化性能，在温度650℃时具有良好的综合性能，是一种理想的热挤压材料。
现用于制作有色金属铜及铜金合金的挤压。
其使用寿命比一般热作模具钢可提高五到十倍，并且挤制的产品表面质量好，尺寸精确度高，而且使用寿命长，应用到铜加工行业已有多年的历史。
一、新型特种钢BC-3热挤压材料的主要性能1、机械性能2、持久性能3、蠕变和疲劳性能4抗氧化数据5、长期时效性能热挤压模具是有色金属挤压生产中使用的关键工具，热挤压模具的使用寿命和质量，极大影响着挤压制品的质量、挤压制品表面质量不好，尺寸精度差，因而需要频繁更换模具，生产效率太低，产品成品率低，磨具消耗量大。
我们开发研制的BC-3合金材料已经解决了铜及压的多种难题。
几年来，已经在全国铜挤压领域肿，去得了显著的经济效益和社会效益并充分显示了这种新型材料的显著优越性。
1、提高生产效率BC-3材料使用寿命长。
使用寿命是H13钢的5-10倍，可以为企业减少大量热停修模的时间。
2、提高产品质量BC-3的红硬性高，耐磨性好。
使用中不变形，不氧化，表面光滑不沾铜。
所挤制的产品表面质量好，尺寸精确度高，为拉伸工序和定尺控制提供了良好条件。
消除了使用热作钢模具时的粘铜、划伤等现象。
3、提高产品成品率使用BC-3材料挤压出的铜材表面光洁，成品率高。
4、减低模具费用热挤压生产中，挤压模消耗量大，占生产的比重也高，使用BC-3材料是热作钢模具使用寿命的5-10倍，并且减少大量的模具机加工费用。
其经济效益和社会效益显著。
为实现热挤压产品高产、优质、低耗提供了保证，为有色金属加工业的可持续发展创造了良好的条件。
铝挤模具寿命
热作模具钢热作模具钢对硬度要求适当，侧重于红硬性，导热性，耐磨性。
因此含碳量低，合金元素以增加淬透性，提高耐磨性、红硬性为主。
热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触,因此会带来以下两方面的问题：（l）模腔表层金属受热,热挤压模可达500一800℃以上。
这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，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第一种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。
（2）模腔表层金属产生热疲劳（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，称为热疲劳现象，由此，对热模具钢提出了第二个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。
一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素主要有：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，从而减小钢的热疲劳倾向性。
一般认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．钢的热疲劳倾向性越低。
因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。
从而提高钢的热疲劳抗力。
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）和高的耐热疲劳性能为主。
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。
cr8热处理60度
cr8热处理60度
根据您提供的参考信息，CR8模具钢热处理后可以达到60度的硬度。
具体的热处理方法如下：
1. 淬火：将CR8模具钢加热至1020～1040度，保持一段时间，使钢中的碳化物溶解在奥氏体中。
2. 回火：将淬火后的CR8模具钢冷却至室温，然后加热至180～200度，保温一段时间。
这样可以降低淬火应力，稳定组织，并使硬度达到60～62HRC。
3. 低温回火：如果需要降低硬度，可以将CR8模具钢加热至320～350度，保温一段时间。
这样可以获得57～58HRC的硬度。
请注意，热处理工艺参数需要根据实际工件的大小、形状和性能要求进行调整。
在实际操作过程中，还需注意冷却速度、保温时间等细节，以确保工件变形和硬度达到预期。
另外，刀具选择也很重要。
对于硬度60度的CR8模具钢，可以选择BN-S20牌号的HLCBN刀具进行加工。
线速度一般为90m/min，走刀量为0.25mm/r。
在加工过程中，可以根据实际情况调整走刀量以满足工艺粗糙度要求。
综上所述，通过合理的热处理方法和刀具选择，CR8模具钢可以实现60度的硬度。
但在实际操作过程中，还需注意各种因素的影响，以保证加工质量。
模具钢材料简介1-P20,H13,718,S136
中国牌号：3Cr2Mo 美国牌号：P20 标准： AISI-p20 GS-2311 ASSAB-618
P20钢材适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料。此钢具有良好的可切削性及镜面 研磨性能。
P20钢材已预先硬化处理至285-330HB（30-36HRC），与瑞典618德国GS-2311状态相当，可 直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材才可满足一般用途需求，模具 寿命可达50W模次。
H13
简介 H13是热作模具钢，执行标准GB/T1299—2000。 统一数字代号T20502；牌号 4Cr5MoSiV1； H13模具钢
[1] 合金工具钢简称合工钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。其中合工钢 包括：量具刃具用钢、耐பைடு நூலகம்击工具用钢、冷作模具钢、热作模具钢、无磁模具钢、塑料 模具钢。
钢锭 1180～1200 1130～1150 ≥850 坑冷
钢坯 1120～1160 1070～1110 ≥850 砂冷或缓冷
力学性能 圆钢球化退火至硬度≤235HB编辑本段进口P20模具钢 外国牌号:P20 所属国家:美国AISI 钢种类型:预硬化塑料模具钢 中国:3Cr2Mo 德国:1.233 主要特点及用途:在中国广泛应用，出厂硬度HRC30~42，适用于大中型精密模具
热处理 （交货状态：布氏硬度HBW10/3000（小于等于235）） 15度预热 1000度（盐浴）或1010度（炉控气氛）±6度加热 550度±6度回火退火、热加工；
淬火：790度± 保温5~15min空冷
特性 电渣重容钢，该钢具有高的淬透性和抗热裂能力，该钢含有较高含量的碳和钒， 耐磨性好，韧性相对有所减弱，具有良好的耐热性，在较高温度时具有较好的强度和硬 度，高的耐磨性的韧性，优良的综合力学性能和较高的抗回火稳定性。
模具钢的材料类型及性能特点
模具钢的材料类型及性能特点模具钢的材料类型及性能特点
国产塑料模具钢
密仪器提练，所有练制步骤（如热作、冷作、热处理）均经严格控制。
高质量之水平可在钢材身上反映出来。
我们并能为顾客生产特别要求之钢材，我们之品质保证系统及技术支援服务使YSS钢材在世界不同市
场上赢取到极高之信誉。
[各项同性]我们称这新技术研究成果为“各向同性”钢材。
“各向同性”工具钢和可塑性钢之名称是因其能减少纵向锻炼间之机械性能差异，使其质量更普通钢材。
其所制造之产品，均能达到更稳定之机械特性及更长之使用寿命。
故此，这种新钢材已得到曾经使用过之客户极高评价。
HPM7新型预硬P20塑料模钢。
热作模具钢及其热处理
1050~1100 1050~1100 1050~1100 1140~1160 1050~1100 1070~1100 1080~1120 1080~1120 1050~1100 1080~1130 l 140~1160
800~850 800~850
≥850 850~900 850~900 850~900 850~900 850~950
3Cr3Mo3W2V 5Cr4W5Mo2V
0.3~0.4 0.32~0.42
0.4~0.5
≤0.4 0.6~0.9
≤0.4
≤0.4 ≤0.65 ≤0.4
2.2~2.7 2.8~3.3 3.4~4.4
— 2.5~3.0 1.5~2.1
0.2~0.5 0.8~1.2 0.7~1.1
W 3.5~9.0 W 1.2~1.8 W 4.5~5.3
0.33/0.43 0.32/0.45 0.32/0.42
0.8/1.2 0.8/1.2 0.8/1.2
0.2/0.5 0.2/0.5 ≤0.4
4.75/5.5 1.1/1.6
4.75/5.5 1.1/1.75
4.5/5.5
—
0.3/0.6 0.8/1.2 0.6/1.0
— — W 1.6/2.4
钨钼系热作模具钢 3Cr2W8V
4.1 热作模具的工作条件与性能要求
4.1.1 热作模具的工作条件
2.热作模具的工作条件如何？ (1) 型腔表层工作温度高。
挤压GCr15轴承套圈，钢坯加热至1050~1100℃，挤压力为2000~2500 MPa， 凹、凸模的瞬时温度高达600~650℃，甚至超过700℃。
尽管热锻模具不同，型腔表层金属受热温度也不相同，但是最低也有几百摄 氏度;热挤压模具与压铸模具型腔表层温度更高。
热作模具钢及热处理
性和高的耐磨性。
上一页 下一页 返回
4.2热作模具钢及热处理规范
常用的热挤压模具用钢是钨系热作模具钢和铬系热作模具钢，
还有铬钼系、钨钼系和铬钼钨系等新型的热作模具钢以及基体钢等。
钨系热作模具钢的代表性钢种为传统的3Cr2W8V钢，由于其耐
热疲劳性较差，在热挤压模方面的应用将逐渐会减少，但在压铸模 方面的应用较多，故在压铸模用钢中对其作详细介绍。
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
的使用寿命较高，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。
上一页 下一页 返回
4.2热作模具钢及热处理规范
4. 3Cr3Mo3VNb（HN3）钢 NH3钢是参照国外H10钢和3Cr3Mo系热作模具钢，结合我国资源
（1）较高的高温强度和良好的韧性。热作模具，尤其是热锻
模!工作时会承受很大的冲击力，而且冲击频率很高，如果热作模具
钢没有高的强度和良好的韧性，就容易开裂。
（2）良好的耐磨性能。由于热作模具工作时除受到毛坯变形
时产生摩擦磨损之外，还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨，所 以需要热作模具钢有较高的硬度和抗粘附性。
模具表面产生网状或放射状的热疲劳裂纹，以及模腔磨损或严
重偏载、工艺性裂纹导致模具开裂。
因此，热锻模应具有较高的高温强度和韧性，良好的耐磨性和
耐热疲劳性，由于锤锻模尺寸比较大，还要求锤锻模用钢具有高的 淬透性。这就是热锻模的工作条件，正是这种工作条件，要求这类
模具钢应具有下列基本性能：
（1）淬透性高,以保证这种大型模具沿整个截面具有均匀一致
碳化物形成元素含量低，二次硬化效应微弱，所以热稳定性不高。