热作模具钢：高温金属成型模具的基石
热作模具钢是一种特别的合金工具钢，为金属在加热或熔融状态下的成型加工提供强有力的支持，其核心特性是满足高温高压工作条件下的严苛要求。
一、应用场景
热作模具钢主要应用于热加工领域，如热锻模、热挤压模、热镦模以及压铸模等。这些模具在高温环境下工作，涉及金属的热成型技术。其中，H13模具钢就是热挤压模及铝、铜合金压铸模的常用材料。
二、性能要求
为了满足高温环境的工作需求，热作模具钢必须具备高强度与热稳定性，能够在长时间的高温下保持足够的强度和硬度，避免变形或失效。它还需要具备优秀的热疲劳与耐磨性，能够抵抗因反复升温降温产生的热应力裂纹，以及应对金属流动造成的磨损。其导热性与韧性也是关键性能，良好的导热性有助于分散热量，高韧性则能减少开裂的风险。
三、材料组成与分类
热作模具钢通过添加合金元素如Cr、W、Mo、V等，提高材料的热强性和抗氧化能力。针对700℃以上的高温环境，开发了CrMn系、NiCrMn系等高温材料。例如，我国的无磁钢7Mn15Cr2Al3V2WMo，经过特定的热处理工艺后，硬度可达47HRC，适用于800℃以下的高温模具。对于温度超过800℃的极端高温环境，可能会采用Fe基或Ni基的高温合金。
四、工艺特点
热作模具钢的工艺特点主要体现在其热处理工艺上。以7Mn15Cr2Al3V2WMo为例，这种钢材需要经过固溶处理和时效处理来实现性能的优化。其处理温度高达1170–1180℃和650–700℃。与冷作模具钢相比，热作模具钢更注重红硬性和导热性，而冷作模具钢则是以高硬度、高耐磨性为主，含碳量更高。
热作模具钢是一种为高温金属成型而生的关键材料。其独特的应用场景、性能要求、材料组成以及工艺特点，使其成为制造业中不可或缺的一环。
