# 乌德霍姆DIEVAR模具钢成分及特性

## 一、成分

1. **碳（C）**

   - 含量约为0.35 - 0.40%。碳是钢材中重要的强化元素，在DIEVAR模具钢中，适量的碳有助于提高钢的硬度和强度。通过形成碳化物，如渗碳体（Fe₃C）等，这些碳化物弥散分布在钢的基体中，成为阻碍位错运动的障碍物，从而提高钢的屈服强度和耐磨性。在模具的使用过程中，特别是在承受高压力和摩擦力的部位，如压铸模具的型腔和型芯表面，足够的碳含量能够保证模具在长时间使用下仍能保持其形状精度和表面质量。

2. **铬（Cr）**

   - 含量在4.8 - 5.5%。铬是一种非常重要的合金元素。它可以提高钢的淬透性，使模具在淬火过程中能够获得更深的淬硬层。同时，铬还能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。在DIEVAR模具钢中，铬元素有助于在钢的表面形成一层致密的氧化铬保护膜，这层膜可以防止模具在高温、潮湿或有腐蚀性介质的环境下发生氧化和腐蚀。对于压铸模具来说，经常会接触到高温的液态金属（如铝合金、镁合金等），铬元素的存在可以有效抵御这些液态金属对模具表面的侵蚀，延长模具的使用寿命。

3. **钼（Mo）**

   - 含量约为1.5 - 2.0%。钼在DIEVAR模具钢中有多方面的作用。首先，它可以提高钢的淬透性，与铬元素协同作用，使模具能够在较大尺寸下获得均匀的马氏体组织。其次，钼能够细化晶粒，通过抑制奥氏体晶粒的长大，使钢的组织更加细密均匀。这种细密的组织有助于提高钢的强度和韧性，尤其是在高温下的强度和韧性。在压铸模具的使用中，当模具反复承受高温和冷却循环时，钼元素能够保证模具在高温下不会因为强度和韧性的下降而发生变形或开裂。此外，钼还能提高钢的抗回火软化能力，使得模具在回火处理后仍能保持较高的硬度和强度。

4. **钒（V）**

   - 含量在0.8 - 1.2%。钒在钢中形成的碳化物（如VC）具有极高的硬度和稳定性。这些碳化物在钢中弥散分布，能够有效地提高钢的耐磨性。同时，钒还可以细化晶粒，提高钢的强度和韧性。在DIEVAR模具钢中，钒元素的存在使得模具在承受高应力、高摩擦的工作条件下，如在冲压模具的刃口部位或压铸模具的活动部件处，能够保持良好的耐磨性和抗变形能力。

## 二、特性

1. **优异的高温性能**

   - **高温强度**

     - DIEVAR模具钢在高温下具有出色的强度。在压铸模具的应用中，当模具接触到高温的液态金属（例如铝合金压铸时，液态铝的温度可高达600 - 700°C），DIEVAR能够承受液态金属的高压冲击而不会发生明显的变形。这是由于其合金元素的合理搭配，如钼和钒元素提高了钢在高温下的屈服强度。与普通模具钢相比，DIEVAR在高温下的强度保持率更高，能够确保模具在长时间的高温工作环境下维持其形状精度，从而保证压铸产品的尺寸精度。

   - **热疲劳性能**

     - 热疲劳是模具在反复加热和冷却过程中容易出现的问题。DIEVAR模具钢具有良好的热疲劳性能。其原因在于它的合金元素组成能够有效地抵抗热应力的产生和积累。例如，铬元素提高了钢的抗氧化性，减少了模具表面在热循环过程中的氧化膜破裂和重新生成的频率，从而降低了热应力。同时，钼和钒元素细化了晶粒，使得钢在热循环过程中组织更加稳定，不易产生裂纹。在注塑模具和压铸模具中，频繁的开模和闭模会导致模具表面温度急剧变化，DIEVAR模具钢能够经受住这种热循环的考验，大大延长了模具的使用寿命。

2. **良好的耐磨性**

   - 如前所述，DIEVAR模具钢中的碳、钒等元素形成的碳化物具有很高的硬度。这些碳化物弥散分布在钢的基体中，当模具表面与被加工材料（如在冲压模具中与板材，或在压铸模具中与液态金属中的杂质颗粒）发生摩擦时，碳化物能够有效地抵抗磨损。在冲压模具用于加工高强度钢板时，DIEVAR模具钢的耐磨性能够保证模具刃口在长时间使用后仍能保持锋利，减少了刃口修磨的频率，提高了生产效率。在压铸模具中，良好的耐磨性也有助于保持模具型腔的表面光洁度，从而提高压铸产品的表面质量。

3. **优良的淬透性**

   - 铬、钼等合金元素赋予了DIEVAR模具钢优良的淬透性。这意味着在淬火过程中，模具能够在较大的截面上获得均匀的马氏体组织。对于大型模具来说，这一特性尤为重要。例如，在制造大型压铸模具时，如果模具钢的淬透性不好，可能会导致模具内部和外部组织不均匀，外部硬度高而内部硬度低，在使用过程中容易出现变形甚至开裂的情况。而DIEVAR模具钢能够保证在淬火后整个模具截面都具有均匀一致的性能，提高了模具的整体质量和可靠性。

4. **高韧性**

   - 尽管DIEVAR模具钢具有较高的硬度和强度，但它同时也具备良好的韧性。这主要得益于钼和钒元素对晶粒的细化作用。在模具受到冲击载荷的情况下，如在冲压模具的快速冲压过程中或压铸模具开模时可能出现的意外碰撞，DIEVAR模具钢能够吸收能量而不发生脆性断裂。这种高韧性与高强度、高硬度的结合，使得DIEVAR模具钢适用于各种复杂的模具制造环境，既能满足模具对形状精度和表面质量的要求，又能保证模具在恶劣工作条件下的安全性和可靠性。

5. **良好的加工性能**

   - **切削加工性**

     - DIEVAR模具钢具有较好的切削加工性。虽然它是一种高性能的合金模具钢，但在合适的切削参数下，能够顺利地进行车削、铣削、钻削等加工操作。其硬度和韧性的合理平衡使得刀具在切削过程中不会过快磨损，同时也不会因为钢材过硬而导致切削力过大、加工表面质量差等问题。这对于模具制造过程中的粗加工和精加工都非常有利，能够提高模具的制造效率和精度。

   - **可锻性**

     - 在锻造过程中，DIEVAR模具钢表现出良好的可锻性。它能够在一定的锻造温度范围内进行有效的锻造变形，从而改善钢材的内部组织，消除铸态组织中的缺陷，如疏松、气孔等。通过锻造，可以使DIEVAR模具钢的组织更加致密均匀，为后续的热处理和模具制造奠定良好的基础。

6. **抗腐蚀性**

   - 铬元素的存在使得DIEVAR模具钢具有一定的抗腐蚀性。在一些潮湿或有轻微腐蚀性介质的工作环境中，如在注塑模具可能接触到的一些塑料添加剂或脱模剂等化学物质的环境下，DIEVAR模具钢表面的氧化铬保护膜能够阻止这些物质对模具钢的侵蚀。虽然它的抗腐蚀性不如专门的不锈钢模具钢，但在一般的模具应用环境中，能够满足对模具抗腐蚀性能的基本要求，进一步拓宽了其应用范围。