热锻模具钢是用于制造在高温（通常400℃以上）下承受冲击载荷、热应力及摩擦磨损的模具材料，其核心应用场景集中在需要高强度、高韧性、高耐热性和抗热疲劳能力的工业领域。以下是热锻模具钢的主要应用场景及具体案例：

一、汽车制造领域

1. 发动机关键部件锻造
   • 曲轴、连杆：使用5CrNiMoV或H13钢制造模具，承受高温（600-800℃）和高压（数千吨压力），确保金属在高温下填充模腔时不开裂。
   • 齿轮、轴类零件：采用8418钢或CHD系列模具，通过精密锻造实现近净成形，减少后续加工量。
   • 案例：某汽车厂商采用分体式模具（5CrNiMoV芯部+H13外围），使曲轴锻模寿命从8000件提升至12000件，成本降低23%。
2. 底盘与传动系统
   • 万向节、半轴：使用3Cr2W8V钢模具，在高温下锻造高强度合金钢，确保零件耐磨性和疲劳寿命。
   • 差速器齿轮：采用LG或1.8566钢模具，适应高速冲击和热循环工况。

二、航空航天领域

1. 高温合金锻件
   • 涡轮盘、叶片：使用3Cr2W8V或8407钢模具，在1000℃以上高温下锻造镍基合金，要求模具具备优异的红硬性和抗热裂性。
   • 案例：某航空发动机厂商采用W360钢模具，使涡轮盘锻造合格率从75%提升至92%。
2. 钛合金结构件
   • 起落架、紧固件：采用HD钢或GR钢模具，在800℃下锻造钛合金，解决模具与工件的高温粘附问题。

三、能源装备领域

1. 核电设备
   • 压力容器法兰、主管道：使用1.8433或LG钢模具，在高温高压下锻造低合金钢，确保模具抗辐射和抗热疲劳性能。
   • 案例：某核电企业采用GR钢模具，使主管道锻模寿命从500次延长至800次。
2. 风电设备
   • 主轴、齿轮箱：采用H13钢或CHD系列模具，在600℃下锻造高强度钢，适应风电部件的大尺寸和复杂形状。

四、机械制造领域

1. 工具与模具制造
   • 冲头、模具嵌件：使用DC53冷锻模具钢（经特殊热处理后可用于热锻）或H13钢，在400-600℃下锻造工具钢，平衡硬度和韧性。
   • 案例：某工具厂商采用PVD涂层H13钢模具，使冲头寿命从2万次提升至5万次。
2. 重型机械
   • 挖掘机斗齿、破碎机锤头：采用5CrNiMoV钢模具，在高温下锻造高锰钢，确保零件耐磨性和抗冲击性。

五、精密锻造领域

1. 多品种小批量生产
   • 航空航天紧固件、医疗器械：使用8418钢或CHD系列模具，结合快速换模技术，实现小批量高效生产。
   • 案例：某医疗器械厂商采用氮化处理H13钢模具，使骨科植入物锻造精度达±0.05mm。
2. 温锻与冷锻结合工艺
   • 汽车轴承环：采用分体式模具（H13外围+DC53芯部），在200-400℃下温锻，减少氧化皮并提升表面质量。

六、特殊材料锻造

1. 镁合金锻造
   • 汽车轮毂、3C产品外壳：使用专用热锻模具钢（如含锆合金钢），在350℃下锻造镁合金，解决模具与工件的热粘附问题。
2. 铜合金锻造
   • 电气连接器、阀门：采用H13钢或5CrNiMoV钢模具，在600℃下锻造铜合金，确保导电性和耐腐蚀性。

七、新兴应用领域

1. 3D打印后处理
   • 金属3D打印件热等静压（HIP）模具：使用8407钢或GR钢模具，在1200℃下对3D打印件进行致密化处理，消除内部缺陷。
2. 增材制造模具修复
   • 激光熔覆修复热锻模具：采用与基材匹配的H13或5CrNiMoV粉末，通过激光熔覆技术修复模具裂纹，延长使用寿命。

选材与工艺优化方向

1. 高温工况：优先选用3Cr2W8V、8407或W360钢，配合真空淬火工艺减少脱碳。
2. 高精度要求：采用8418钢或CHD系列，结合电火花加工（EDM）和抛光处理。
3. 成本控制：中小型模具可选用H13钢，大型模具采用分体式设计（如5CrNiMoV芯部+H13外围）。
4. 表面强化：通过PVD涂层（如AlTiN）或氮化处理提升模具耐磨性，寿命可提升3-5倍。

热锻模具钢的应用场景覆盖了从传统制造到高端装备的全产业链，其选材需综合考虑工件材料、温度、压力、精度及成本等因素。随着材料科学和热处理技术的进步，热锻模具钢正朝着更高性能、更长寿命和更低成本的方向发展。