熱鍛模具鋼熱擠壓模具的工作特點是加載速度慢,因此模腔受熱溫度高,通??蛇_500-800℃。這種鋼的使用性能應基于高溫強度(即高回火穩定性)和高抗熱疲勞性。對ak和淬透性的要求可以適當降低。
一般熱擠壓模具尺寸較小,往往小于70~90 mm,常用熱擠壓模具有4CrW2Si、3Cr2W8V和5%Cr熱作模具鋼。它們的化學組成如表4.16所示。其中,4CrW2Si既可用作冷作模具鋼,也可用作熱加工模具鋼,因用途不同,可采用不同的熱處理方法。制作冷模時采用低淬火溫度(870-900℃)和中低溫回火處理;熱模制作時采用高淬火溫度(一般為950-1000℃)和高溫回火處理。中小型熱鍛模具的表面溫度可達600℃以上,5CrMnMo和5CrNiMo的高溫性能明顯不能滿足要求。3Cr2WSV鋼的高溫強度較高,但韌性和熱疲勞性能較差。因此,國內開發較早的是3%Cr-3%Mo和3%Cr-2%Mo類型的中碳鉻系列高強度熱作模具鋼,如2Cr3Mo3VNb和4Cr3Mo2MnVB(代號ER8),其中3Cr3Mo3VNb根據形成合金碳化物所需的碳含量進一步調整。
在這兩種鋼中加入約3%的鉬不僅能提高淬透性和防止回火脆性,而且能提高鋼的熱穩定性。添加V和Nb可以細化晶粒,降低鋼的過熱敏感性。因此,該鋼具有淬透性高、淬火溫度范圍寬、過熱敏感性低、高溫強度高、熱穩定性好、塑性韌性好、冷熱疲勞性能好、熱磨損性能好等優點。已用于制造不銹鋼(2Crl3)、軸承模、輥鍛模等熱鍛模,取得了良好的應用效果。除30Cr-30Mo以上熱作模具鋼外,我國相繼開發的5%Cr系列中碳合金熱作模具鋼已廣泛用于熱鍛模具,適用于制造工作溫度低于600℃且對韌性和塑性要求較高的模具。
此外,該鋼還可用作塑料模具鋼。4Cr5MoV1Si鋼的優異性能在國內得到了廣泛的認可,并得到了廣泛的應用。很多大學、研究所、鋼廠都在研發和生產質量提升上不遺余力,生產出了自己的優質品牌。