隨著少無(wú)切削新工藝的發(fā)展，對(duì)模具鋼的性能及模具使用壽命的需要提出了更高的要求。如黑色金屬的熱擠壓模和銅等有色金屬合金的熱作模具，其工作溫度高達(dá)700℃以上，因此國(guó)內(nèi)廣泛采用的3Cr2W8V鋼和4Cr5MoSiV1鋼等，在耐磨性及冷熱疲勞抗力方面已不能滿足生產(chǎn)的要求。華中科技大學(xué)等單位的科技工作者為適應(yīng)700℃左右溫度工作而研制了新型熱作模具鋼——HD鋼。
HD鋼在4Cr3Mo3V鋼的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)降低Mo的含量，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%Ni和0.10%～0.25%的Nb ，進(jìn)一步提高了鋼的韌性、塑性及熱穩(wěn)定性，在700℃仍可保持40HRC的硬度。西安交通大學(xué)周敬恩教授對(duì)8種熱模鋼的熱穩(wěn)定性排序如下：HD鋼＞5Cr4W2Mo2V鋼＞4Cr3Mo3W2V鋼＞3Cr2W8V鋼＞5Cr2NiMoVSi鋼＞2Cr3Mo3VNb鋼＞2Cr3Mo3VNb鋼＞4Cr5MoSiV1（H13）鋼＞5CrNiMo鋼。可見，該鋼的熱穩(wěn)定性是較高的。在硬度相同的條件下，HD鋼比3Cr2W8V鋼的斷裂韌度高50%，700℃高溫時(shí)抗拉強(qiáng)度同70%，冷熱疲勞抗力和熱磨損性能分別高出1倍和50%。HD鋼用于黑色及有色金屬熱擠壓模，使用壽命比3Cr2W8V鋼有顯著提高。
該鋼適用于銅合金管材熱擠壓的底模和穿針孔。在鋼質(zhì)藥筒熱擠壓凸模、軸承環(huán)凸模的應(yīng)用上，使用壽命均比3Cr2W8V鋼高。
（1）預(yù)先熱處理 加熱溫度850℃×4h，爐冷到550℃后出爐空冷，硬度190～220HBW。
（2）淬火及回火 淬火溫度1130℃，油冷，硬度53.5HRC；回火溫度650～700℃，硬度41～47HRC。
（3）模具熱處理工藝及使用壽命 HD（4Cr3Mo2NiVNb）鋼熱擠壓沖頭的最終熱處理工藝及壽命。其使用壽命比3Cr2W8V鋼模具提高2倍。其硬度在39～41HRC，內(nèi)孔在通入大量冷卻水冷卻時(shí)，卻不致發(fā)生脆裂現(xiàn)象。
