热作模具钢的工作条件

相较于冷作模具，热作模具在工作过程中与高温金属直接接触，这引发了两个主要问题：

1、模膛表面金属的加热现象。例如，在锤锻模作业中，模膛表面温度通常可达到300至400℃，热挤压模则可达到500至800℃，而压铸模的模膛温度则依据压铸材料种类及浇注温度而异。在压铸黑色金属时，模膛内液态金属的温度甚至可达1000℃。如此高温会显著降低模膛表面的硬度和强度。因此，热作模具钢需具备高热塑性抗力，这包括高温下的硬度和强度，也即良好的耐回火性。通过添加合金元素如铬(Cr)、钨(W)、硅(Si)进行合金化处理，可以有效提升钢的耐回火性。

2、模膛表面金属的热疲劳（龟裂）问题。部分热作模具，尤其是压铸模和热压模，由于工作表面频繁经历加热与冷却过程，会在表面形成网状裂纹，此现象称为热疲劳。故热作模具材料需具备高热疲劳抗力。影响钢的热疲劳抗力的主要因素有：

1、钢的导热性能：高导热性有助于降低模具表面金属的受热程度，从而减少热疲劳倾向。钢的导热性能通常与含碳量相关，高含碳量导致导热性降低，因此热作模具钢不宜选用高碳钢。实际生产中，常采用中碳钢（含碳量约为0.35%至0.6%），过低的含碳量会降低钢的硬度和强度，同样不利。

2、钢的临界相变点：一般而言，钢的临界相变点（Ac1）越高，其热疲劳倾向越低。因此，常通过添加合金元素如铬(Cr)、钨(W)、硅(Si)来提高钢的临界相变点，进而增强其热疲劳抗力。