本篇文章给大家谈谈热作模具钢夹杂物，以及模具热处理方法对应的知识点，希望对各位有所帮助。

模具钢有哪些材质？

模具钢材质：

一、冷作模具钢：主要用于制造在冷状态（室温）条件下进行压制成形的模具。如冷冲压模具、冷拉伸模具、冷墩模具、冷挤压模具、压印模具、辊压模具等。

二、热作模具钢材：主要用于制造对高温状态的金属进行热成形的模具。如热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热剪切模具等。

三、塑料模具钢材：又称为塑胶模具钢材，主要用于塑料成形模具。塑料模具在模具制造中居***位。塑料模具钢分类比较多，主要有：预硬型塑料模具钢材、时效硬化型模具钢材、耐腐蚀型模具钢材、易切削型模具钢材、马氏体时效型塑料模具钢材、镜面抛光型塑料模具钢材。

质量提高

1、利用Ca、稀土等微量元素对夹杂物的变质作用，改变钢中的夹杂物的结构形貌和物性，使钢中夹杂物球化、细化，从而提高钢材的力学性能。

2、对钢锭进行高温扩散热处理，可以改善钢锭的成分不均匀性，从而提高钢材的横向性能。

3、在热加工方面，对钢锭进行反复的镦拔和多向轧制，增大变形量，可降低钢中的碳化物偏析的级别，也有利于改善钢材的各向异性。

热锻模和锤锻模有什么区别？热作模具有是什么？ 还有热锻模选用的材料和加工工艺路线是怎样的？谢谢

热锻模和锤锻模都属于热锻模，也就是说锤锻模是热锻模的一种。

热作模具主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具，如热锻模

具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。

常用的热作模具材料为中、高含碳量的添加铬钨钼钡等合金元素的合金模具钢。对

特殊要求的热作模具有时采用高合金奥氏体耐热模具钢、高温合金、难熔合金制造。

选择模具材料是要注意：

一、模具材料的基本性能

进行模具材料选择时，必须***先考虑模具的某些基本性能必须能适应所制造的模具的

需要，在一般情况下，其中三种性能是主要的，即钢的耐磨性、韧性、硬度和红硬性。这三种

性能可以比较全面地反映模具材料的综合性能，应可以在一定程度上决定其应用范围。

当然对于一种模具的要求来说，可能其中的一种或两种是主要的，而另外的一种或

两种是次要的。

1. 模具材料的耐磨性模具工作时，表面往往要与工件产生多次强烈的摩擦，模具

必须在此情况下仍能保持其尺寸精度和表面粗糙度，不致于早期失效。要求模具材料既

能承受机械磨损，而且在承受重载和高速摩擦时，模具被摩擦表面能够形成薄而致密附

着的氧化模，保持润滑作用，防止模具和被加工工件的表面之间产生粘附、焊接招致工件

表面擦伤，又能减少模具表面进一步氧化造成的损伤。为了改善模具材料的耐磨性，就

要采取合理的生产工艺和处理工艺，使模具材料既具有高硬度又使材料中的碳化物等硬

化相的组成、形貌和分布合理，当然模具工作过程中的润滑情况和模具材料的表面处理，

也对改善模具的耐磨性能有良好的影响。

2.模具材料的韧性对于受强烈冲击载荷的模具，如冷作模具的冲头，锤用热锻模

具、冷镦模具、热镦锻等，模具材料的韧性是十分重要的考虑因素，对于在高温下工

作的模具，还必须考虑其在工作温度下的高温韧性。对于多向受冲击载荷的模具，还必

须考虑其等向性。

模具材料的化学成分、晶粒度、碳化物、夹杂物的组成数量、形貌、尺寸和分布情况：

金相组织、微观偏析等，都会对材料的韧性带来影响。钢的纯净度、锻轧变形的方向会对

横向性能产生很大的影响。模具材料的韧性往往和耐磨性、硬度是互相矛盾的。因之根

据模具的具体工作情况，选择合理的模具材料，并采用合理的精炼、热加工和热处理、表

面处理工艺使模具材料得到耐磨性和韧性等综合性能的***佳配合，以适应模具的需要，

足模具材料的重要发展的途径。

3. 硬度和红硬性硬度是模具材料的主要技术性能指标，模具在工作时必须具有高

的硬度和强度，才能保持其原来的形状和尺寸，一般冷作模具钢，要求其淬回火硬度为

60HRC 左右，而热作模具钢为45-50HRC 左右，并且要求热作模具材料在其工作温度下

仍保持一定的硬度。

红硬性是指模具材料在一定温度下保持其硬度和组织稳定性抗软化的能力，对于热

作模具材料和部分重载荷冷作模具材料，是重要的性能指标。

另外，还要根据不同模具的实际工作条件，分别考虑其实际要求的性能，如对热作模具钢要考虑其抗冷热疲劳性能，对压铸模具应考虑其耐融熔金属的冲蚀性能；对于重载

荷型腔模具应注意其等向性；对于高温工作的热作模具应考虑其在工作温度下的抗氧化

性能；对于在腐蚀介质工作的模具，应注意其抗腐蚀性能；对在高载荷下工作的模具应考

虑其抗压强度、抗拉强度和抗弯强度、疲劳强度及断裂韧度等。

二、模具材料的工艺性能

在模具总的制造成本中，特别是对于小型精密复杂模具，模具材料费往往只占总成

本的10-20%，有时甚至低于10%；而机械加工、热处理、表面处理、装配、管理等费用

要占成本的80%以上。所以模具材料的工艺性能就成为影响模具成本的一个重要因素，

改善模具的工艺性能，不仅可以使模具生产工艺简单，易于制造，而且可以有效地降低模

具制造费用。模具材料的工艺性能，经常要考虑的有以下几种。

1. 可加工性模具材料的可加工性包括冷加工性能，如切削、磨削、抛光、冷挤压、冷拉

工艺性，热加工性能包括热塑性和热加温度范围等。模具钢主要属于过共析钢和莱氏体

钢，冷加工和热加工性能一般都不太好，在生产过程中，必须严格地控制热加工和冷加工的

工艺参数，以避免产生缺陷和废品，另一方面还必须通过改善钢的纯净度，减少有害的杂质，

改善钢的组织状态，并采取一些措施，以改善钢的工艺性能，降低模具的制造费用。

为了改善模具钢的切削性和磨削性，从20 世纪30 年代开始，研究向钢中加入适量

的硫、铅、钙、稀土金属等元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素，发展了各种易切削模

具钢。以后发现有些易切削元素加入以后，会在模具钢中生产一些有害的夹杂物（如硫

化铁等），会使钢的力学性能，特别是横向的塑性、韧性下降，于是又在精炼后期对钢水进

行变性处理，通过加入变性剂（如（SiCa，稀土元素等），形成富钙硫化物或稀土硫化物使硫

化物球化，抑制了硫对钢的力学性能的不利影响，保留和发挥了其对钢的可加工性和磨

削性的有利作用，使易切削模具钢得到进一步地发展。

有些模具材料，如高钒高速钢、高钒高合金模具钢的磨削性很差、磨削比很低，不便

于磨削加工，近年来改用粉末冶金生产，可以使钢中的碳化物细小、均匀，完全消除了普

通工艺生产的高钒模具钢中的大颗粒碳化物，不但使这类钢的磨削性大为改善，而且改

善了钢的塑性、韧性等性能，使之能在模具制造中推广应用。

有些模具对表面粗糙度要求很低，如要求镜面抛光的塑料模具和一些冷作模具。就

要采用抛光性能很好的模具材料，这类钢种往往要采用电渣重熔或真空电弧重熔等工艺

进行精炼，得到高纯净度的钢材，以适应镜面抛光的要求。

皮纹加工性：有些塑料制品要求制造有皮纹、装饰性图案或文字花样的表面，为了生

产这些制品，就要求在压制这些制品的模具表面加工出相应的清晰的花纹、图案来。而

加工这些图案、皮纹一般是采用化学蚀刻工艺，要求模具材料要能适应这种化学蚀刻工

艺，蚀刻以后，能够在模具表面得到图案清晰、纹理清楚的皮纹和图案。

铸造工艺性能：为了简化生产工艺，国内外近年来致力于发展采用铸造工艺直接生

产出接近成品模具形状的铸造毛坯。如我国已经研究采用铸造工艺生产一部分冷作模

具、热作模具和玻璃成形模具。相应地发展了一些铸造模具用钢，对这类材料要求具有

良好的铸造工艺性能，如流动性、收缩率等。

焊接性：有些模具要求在工作条件***苛刻的部分堆焊接特种耐磨或耐蚀材料，有些

模具希望在使用过程中采用堆焊工艺进行修复后重新使用。对这类模具就要求选用焊

接性好的模具材料，以简化焊接工艺，可以避免或简化焊前预热和焊后处理工艺，更好地

适应焊接工艺的需要，相尖地发展了一批焊接性良好的模具材料。

冷变形性：为了简化工艺，提高模具的制造效率，对批量生产的型腔模具，有些采用

冷挤压工艺压制型腔，用淬硬的凸模将模具的型腔直接压制出来，要求模具材料具有良

好的冷变形性能，如塑料模具钢中的低碳低硅钢就具有良好的冷变形性能。

2. 淬火温度和淬火变形为了便于生产，希望模具材料的淬火温度范围要宽一些，

特别是有些模具要求采用火焰加热局部淬火时，难以精确地测量和控制温度，就要求模

具钢能适应较宽的淬火温度范围，模具在热处理时，要求其变形程度要小，特别是一些形

状复杂的精密模具，淬硬以后难以修整，就对淬回火的变形程度要求更为严格，应该选用

微变形模具钢制造。

3.淬透性和淬硬性淬硬性主要取决于钢的碳含量，淬透性主要取决于钢的化学成

分、合金元素含量和淬火前的组织状态。对于大部分要求高硬度的冷作模具，对淬硬性

要求较高；对于大部分热作模具和塑料模具，对于硬度的要求不太高，往往更多地考虑其

淬透性；特别是对于一些大截面深型腔模具，为了使模具的心部也能得到良好的组织和

均匀的硬度，就要求选用淬透性好的模具钢。另外对于形状复杂、要求精度高又容易产

生热处理变形的模具，为了减少其热处理变形，往往尽可能采用冷却能力弱的淬火介质

（如油冷、空冷、加压淬火或盐浴淬火），就需要采用淬透性较好的模具材料，以得到满意

的淬火硬度和淬硬层深度。

4.氧化脱碳敏感性模具在加热过程中，如果产生氧化、脱碳现象，就会改变模具的

形状和性能，影响模具的硬度、耐磨性和使用寿命，招致模具早期失效。

有些钼含量高的模具钢，由于容易氧化、脱碳，有一段时间限制了其推广应用，直到

热处理工艺装备发展以后，采用特种热处理工艺（如真空热处理，可控气氛热处理、盐浴

热处理等）以后，能够避免氧化、脱碳，这类模具钢，才顺利得到推广应用。钼基合金虽然

具有***为优秀的高温性能，但是由于在高温下***易氧化，严重地限制了其应用范围。

至于加工路线要具体到哪套模具哪个工件订制加工路线了

模具钢的性能要求

1. 强度性能

（1）硬度硬度是模具钢的主要技术指标，模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变，必须具有足够高的硬度。冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右，热作模具钢根据其工作条件，一般要求保持在HRC40~55范围。对于同一钢种而言，在一定的硬度值范围内，硬度与变形抗力成正比；但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间，其塑性变形抗力可能有明显的差别。

（2）红硬性 在高温状态下工作的热作模具，要求保持其组织和性能的稳定，从而保持足够高的硬度，这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能，铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。

（3）抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用，因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下，进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件（例如，所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合）。抗弯试验的另一个优点是应变量的***对值大，能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。

2. 韧性

在工作过程中，模具承受着冲击载荷，为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏，要求模具钢具有一定的韧性。

模具钢的化学成分，晶粒度，纯净度，碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况，以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响。特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显。钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺，以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到***佳的配合。

冲击韧性系表特征材料在一次冲击过程中试样在整个断裂过程中吸收的总能量。但是很多工具是在不同工作条件下疲劳断裂的，因此，常规的冲击韧性不能全面地反映模具钢的断裂性能。小能量多次冲击断裂功或多次断裂寿命和疲劳寿命等试验技术正在被采用。

3. 耐磨性

决定模具使用寿命***重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力，要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性，就要既保持模具钢具有高的硬度，又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具，要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持润滑作用，减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损，又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。

耐磨性可用模拟的试验方法，测出相对的耐磨指数，作为表征不同化学成分及组织状态下的耐磨性水平的参数。以呈现规定毛刺高度前的寿命，反映各种钢种的耐磨水平；试验是以Cr12MoV钢为基准进行对比。

4. 抗热疲劳能力

热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外，还受到高温及周期性的急冷急热的作用，因此，评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能的指标，它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面。

热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命，抗热疲劳性能高的材料，萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多；机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后，在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时，每一应力循环的扩展量；断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。断裂韧性高的材料，其中的裂纹如要发生失稳扩展，必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子，也就是必须有较大的裂纹长度。在应力恒定的前提下，在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹，如果模具材料的断裂韧性值较高，则裂纹必须扩展得更深，才能发生失稳扩展。

也就是说，抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命；而裂纹扩展速率和断裂韧性，可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命。因此，热作模具如要获得高的寿命，模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。

抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数，也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。

5. 咬合抗力

咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较为重要。试验时通常在干摩擦条件下，把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料（如奥氏体钢）进行恒速对偶摩擦运动，以一定的速度逐渐增大载荷，此时，转矩也相应增大，该载荷称为“咬合临界载荷”，临界载荷愈高，标志着咬合抗力愈强。

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原文标题：热作模具钢夹杂物（模具热处理方法）