达400 ~ 600℃；锻件取出后模腔还要用水、油或压
缩空气进行冷却，如此受到反复加热和冷却，使模具表
面产生较大的热应力。锤锻模的失效方式主要是，在交
变的热应力作用下，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。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
料成形的模具，包括锤锻模、压力机锻模、热镦模、精 锻模和高速锻模等，其中锤锻模最有代表性。
热锻模用钢主要用于各种尺寸的锤锻模、平锻机锻模、 大型压力机锻模等。
热锻模在工作中受到高温、高压、高冲击负荷的作用。
模具型腔与高温金属坯料（钢铁坯料约1000 ~
1200℃）相接触产生强烈地摩擦，使模具本身温度高
温2 ~ 4 h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火
后硬度为197 ~ 241HBS。
②锻后等温退火：加热温度为850 ~
870℃，保温2 ~ 4 h；炉冷至680℃，保温4
~ 6 h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬
度为197 ~ 241HBS。
③锻模翻新退火：加热温度为720 ~
740℃，保温2 ~ 6 h，炉冷至500℃以下出炉
空冷。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
3）淬火及回火
①推荐淬火、回火规范分别见表3-17、表
3-18。回火用途为消除应力，稳定组织和尺寸。
常温力学性能与回火温度的关系见表3-19。
②高温淬火、回火工艺。高温淬火可以获得
细致的板条状马氏体，强韧性较好，但超过
900℃加热淬火，冲击韧度等性能开始下降。生
（1）5CrMnMo钢
5CrMnMo钢是传统的热锻模具钢，钢中加
入Cr可以提高淬透性、高温强度和抗氧化能力；加
入Mo主要是为了抑制回火脆性，提高耐回火性。
该钢与5CrNiMo钢的各种性能类似，是在考虑我
国资源情况的基础上，为节约镍而以锰代镍研制的，
淬透性稍差，高温工作时的耐热疲劳性也低于
5CrNiMo钢。5CrMnMo钢适用于制造要求较高
强度和高耐磨性的各种ห้องสมุดไป่ตู้型锻模（边长
≤400mm）。要求韧性较高时，可以采用电渣重 熔钢。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
1）热加工 5CrMnMo钢锻造工艺规范见表3-16。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
2）预备热处理
①一般退火：加热温度为760 ~ 780℃保
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。
由于热锻模的工作条件较恶劣，因此要求热锻模 具钢应具有下列基本性能：
1）淬透性高，以保证热锻模具沿整个截面具有均
匀一致的力学性能。
2）冲击韧性好，热疲劳抗力高，以保证能承受冲
图3-2 铝合金挤压模凸模 上一页 下一页 返回
二、专业知识：
1．热锻模用钢（高韧性、低合金）； 2．热挤压模用钢（高热强热、中合金）； 3．压铸模用钢（高热强热、中合金）； 4.热冲裁模用钢（高耐磨、低合金高碳） ；
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
热锻模是在高温下通过冲击力或压力使炽热的金属坯
槽，在280 ~ 300℃保温2 ~ 3 h。
采取以上两种淬火方法后，模具钢的组织为
马氏体 + 下贝氏体 + 残留奥氏体，回火后获得
回火下贝氏体组织。这种工艺减少了模具的使用
过程中的开裂，提高了模具的使用寿命。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
③等温淬火
加热温度为840 ~ 860℃，加热后将模具
放于160 ~ 180℃硝盐中分级停留，使之发生
部分马氏体转变，然后再转入280 ~ 300℃硝
盐中保温停留2 ~ 3 h。
加热温度为840 ~ 860℃，淬入油中，待
模具表面冷到150 ~ 200℃时，带温转入等温
常用的热锻模用钢主要有：5CrMnMo、 5CrNiMo、4CrMnSiMoV等，此外还有国内近年 来研制的新钢种，如4SiMnMoV、5Cr2NiMoVSi、 45Cr2NiMoVSi等。其中45Cr2NiMoVSi是应用 比较成熟的高强韧大截面锤锻模具钢。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
击载荷及在急冷急热反复热冲击下，不致于发生龟裂。
3）导热性好，以保证热锻模具型腔表面的热量尽
快传导外散，降低模具的温升，有利于减少热磨损及
热疲劳损伤。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
4）较高的抗回火稳定性及高温强度，以减少热 塑性变形。
5）较好的抗氧化性能和加工艺性能。为满足上 述性能，热锻模具钢中不能含有太高的碳及碳化物形 成元素，通常碳质量分数ωc在0.3％ ~ 0.5％左右， 为提高淬透性及热强性加入少量铬、钼、钒、镍、锰、 硅等，加入少量钼或钨有助于清除高温回火脆性。
课题二 热作模具钢的性能及热处理规范
1.1
知识点
◎掌握热作模具钢的材料性能； ◎掌握热作模具钢的热处理规范。
技能点
◎热作模具钢的热处理规范 。
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一、任务导入：
案例1：
转向节热锻模（如图如 3-1所示），模具材料 为5CrNiMo钢，模具 尺寸为 700mm×675mm ×400mm，生产批量： 大批量，技术要求：锻 模模面硬度为36～ 39HRC，燕尾硬度为 28～33HRC。要求掌 握该模具的热处理规范。
产实践证明：高温淬火后模具的使用寿命都有了
不同程度的提高。高温淬火温度为890 ~
900℃，油冷，硬度为61.5HRC。回火温度为
420 ~ 550℃，回火2次。
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
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1．热锻模用钢（高韧性、低合金）
图3-1 转制节热锻模简图
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一、任务导入：
案例2：
铝合金圆管挤压模（如图3-2 所示），生产3A21（原 LF21）铝合金 Φ15.8mm×0.9mm的薄 壁圆管，生产批量：大批量， 模具材料为4Cr5MoSiV1 （H13）。技术要求：挤压模 硬度为42～47HRC，硼氮复 合渗。要求掌握该模具的热处 理规范。