HM1钢在模具制作中的超长寿命表现

（1）材料的特性

3Cr3Mo3W2V代号HM1，是20世纪70年代研制的热作模具钢，在热稳定性、热疲劳性等方面均有所提高。该钢种已纳入GB 1299—2000的国家标准模具牌号。它具有良好的抗热疲劳性能、耐回火性能，以及良好的熔炼、锻造、热处理及机械加工工艺性能，是国内综合性能优良、符合我国资源条件的高强韧性热作模具新钢种。在高温性能方面明显优于H13钢。

该钢具有良好的热塑性，容易锻造成形，开裂倾向小，但因含有钼，要注意加热温度和保温时间，避免严重脱碳和使用时产生早期失效。

该钢具有优良的强韧性以及较高热强性、耐磨性和回火稳定性，抗冷热疲劳性能、冷热加工性能好，工作温度在700℃以上。

（2）供货状态

退火态。

（3）化学成分

根据标准GB 1299—2000，该钢的化学成分（质量分数）：C0.32%～0.42%、Si0.60%～0.90%、Mn≤0.65%、P≤0.03%、S≤0.03%、Cr2.80%～3.30%、W1.20%～1.80%、Mo2.5%～3.0%、V0.80%～1.20%。

（4）物理性能

1）临界点温度（近似值）：Ac₁=850℃、Ac₃=930℃、Ar₁=735℃、Ar₃=825℃、Ms=400℃。

2）线胀系数（室温到600℃）：12×10^-6K^-1。

3）热导率：31.8W/（m·K）。

（5）热加工规范

钢锭：加热温度1170～1200℃，开始温度1100～1150℃，终止温度≥900℃，灰冷或堆冷。

钢坯：加热温度1150～1180℃，开始温度1050～1100，终止温度≥850℃，灰冷或堆冷。

（6）普通等温球化退火规范

（870±10）℃×2～4h，降温到（730±10）℃×4～6h，炉冷到≤550℃，出炉空冷，硬度207～255HBW。

（7）钢坯成批等温球化退火规范

850～870℃×3～4h，炉冷到740～760℃×4～5h，再缓冷至≤600℃，出炉空冷，硬度≤229HBW，共晶网状碳化物等级≤2级。(www.xing528.com)

（8）快速球化退火规范

退火温度850℃，保温时间40s/mm，炉冷到1060～1080℃，保温时间20s/mm，油冷。

再将模具钢升至860～920℃，保温时间60s/mm，随炉冷至≤500℃，出炉空冷，硬度≤229HBW。

（9）淬火、回火规范

淬火温度1050℃，油冷，硬度52～55HRC，晶粒度≥10级。回火温度600℃，回火两次，每次1.5h，空冷，硬度51～55HRC。

（10）力学性能

条件屈服强度600MPa、抗拉强度725MPa、伸长率13.0%、断面收缩率60%、冲击韧度57J/cm²。

（11）热剪刀片热处理工艺

热剪刀片热处理工艺如图38所示。

图38 3Cr3Mo3W2V钢热剪切热处理工艺

（12）典型应用举例

1）适用于高温、高载荷、急热急冷条件下的压力机锻模、轴承热锻凹模、成形滚锻模。

2）高强度和高热强钢的精密锻造模。

3）用于铝和铜合金压铸模、热挤压模具等。使用寿命可比3Cr2W8V钢提高1～4倍。

4）适合于制作在高温、高速、高载荷、急冷急热条件下工作的模具，其性能优于4Cr5W2VSi钢和3Cr2W8V钢，模具使用寿命比3Cr2W8V钢提高2～3倍。

5）精锻齿轮锻模原使用4CrMoSiV钢制作，可锻打2330～2400件行星齿轮，改用HM1钢模具，并经1120℃加热油淬，550℃×2h×2次回火，硬度48～50HRC，可锻打5349～5475件行星齿轮。

6）用于制作工作条件苛刻、大批量、连续，以及自动化生产条件下使用的辊锻模、镦锻模、热挤模、非金属压铸模、高强度制品零件的精锻模，使用寿命比原模具提高1～4倍，最高达10倍。