热锻模具钢主要用于制造在高温、高压及冲击载荷环境下工作的模具，其应用领域广泛且专业性强，具体可分为以下几类：
一、核心应用领域
- 热锻模具制造
- 典型部件：锻模模膛、冲头、锻模镶块等。
- 工况特点：模具在高温（800-1200℃）下承受高频次冲击载荷，需抵抗变形、开裂及氧化。
- 应用场景：
- 汽车零部件：如曲轴、连杆、齿轮毛坯、轴承套圈等热锻成型。
- 工程机械：挖掘机、装载机等零部件（如齿轮、轴类零件）的热锻。
- 标准件：螺栓、螺母、铆钉等热镦成型。
- 材料要求：高硬度（HRC50-55）、高韧性、抗热疲劳性，确保模具在长时间锻造中保持形状稳定。
- 压铸模具制造
- 典型部件：模仁、模腔、浇口套、顶针、喷嘴等。
- 工况特点：承受高温（400-800℃）、高压（数十至数百兆帕）及高速金属液的冲刷，需抵抗热疲劳、熔蚀和磨损。
- 应用场景：
- 铝合金压铸：汽车发动机缸体、缸盖、变速箱壳体等。
- 镁合金压铸：3C产品（计算机、通信和消费类电子产品）外壳。
- 锌合金压铸：电子元件壳体等。
- 材料要求：高热强性、抗热疲劳性、导热性，确保模具在反复加热-冷却循环中不产生裂纹。
- 热挤压模具制造
- 典型部件：挤压模芯、模套、挤压杆、阻流块等。
- 工况特点：高温高压下金属塑性流动导致强烈摩擦，需具备高耐磨性和抗粘模性能。
- 应用场景：
- 管材挤压：铝合金门窗型材、铜合金散热管、不锈钢无缝管等。
- 型材挤压：复杂截面型材的生产。
- 材料要求：高硬度、高耐磨性、抗热疲劳性，确保模具在长时间挤压中保持精度。
- 热剪切模具制造
- 典型部件：热剪切刀片、模具等。
- 工况特点：高温下剪断金属坯料，需承受热冲击和剪切力。
- 应用场景：钢坯热剪、连铸坯切割等。
- 材料要求：高硬度、高韧性、抗热冲击性，确保模具在高温剪切中不崩刃。
- 玻璃模具制造
- 典型部件：玻璃制品成型模具。
- 工况特点：耐高温氧化和玻璃液腐蚀。
- 应用场景：玻璃瓶、玻璃器皿等热成型。
- 材料要求：高抗氧化性、抗腐蚀性，确保模具在玻璃液接触中不失效。
二、材料性能与选型依据
- 核心性能要求：
- 高热强性：在高温下保持高硬度和抗拉强度，抵抗塑性变形。
- 抗热疲劳性：在反复加热-冷却循环中不产生裂纹。
- 高导热性：快速导出成型过程中的热量，降低模具表面温度梯度。
- 高耐磨性：抵抗金属液的冲刷和粘模。
- 良好韧性：避免冲击载荷下断裂。
- 抗氧化与抗熔蚀性：减缓高温氧化，抵抗有色金属液的熔蚀。
- 选型原则：
- 根据工况匹配：选择适合温度、载荷类型（冲击/静载）、金属材料特性（如铝易粘模、钢需高硬度）的钢种。
- 热处理关键：淬火温度和回火次数直接影响性能。
- 表面处理：氮化、PVD涂层可提升表面硬度和抗粘模性，延长模具寿命。
三、典型钢种举例
- H13（4Cr5MoSiV）：
- 应用：压铸模、热锻模、热挤压模。
- 特点：综合性能均衡，抗热疲劳性突出。
- 1.2344（德国）：
- 应用：高精度压铸模、挤压模。
- 特点：高淬透性、耐磨与高温强度优异。
- SKD61（日本）：
- 应用：热镦锻模、热剪切模。
- 特点：韧性与耐热性良好，性价比高。
- DIEVAR（瑞典）：
- 应用：铝合金、镁合金压铸模，热锻模，热挤压模。
- 特点：优良的抗热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损性能。
- 5CrNiMoV：
- 应用：热模锻模具、压铸模具。
- 特点：耐热性和高强度，适用于高负荷、高温环境。
