H13模具钢——模具行业从业者必备知识手册

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H13模具钢相关示意图，来自行业技术资料。

![H13模具钢相关示意图](https://mj7.cn/uploads/default/original/1X/img_lib/模具钢材/模具钢材材料性能_1.png)\n\n# H13（4Cr5MoSiV1）模具钢

概述

H13（国标 4Cr5MoSiV1）是中碳铬钼钒系热作模具钢，是目前应用最广泛、综合性能最好的热作模具钢之一，具有优良的红硬性、抗热疲劳性和韧性，广泛用于铝合金压铸模具、热锻模具、挤压模具。

国家标准对应牌号

中国GB：4Cr5MoSiV1
美国AISI：H13
日本JIS：SKD61
德国DIN：X40CrMoV5-1

化学成分

元素	含量（%）
C	0.32 ~ 0.45
Si	0.80 ~ 1.20
Mn	0.20 ~ 0.50
Cr	4.50 ~ 5.50
Mo	1.00 ~ 1.50
V	0.80 ~ 1.20
P	≤ 0.030
S	≤ 0.030

物理性能

密度

密度：7.80 g/cm³（约 7800 kg/m³）

弹性模量

E = 210 GPa （室温）

线膨胀系数

温度范围	线膨胀系数 (× 10⁻⁶ /℃)
20 ~ 100℃	10.5
20 ~ 400℃	12.5
20 ~ 600℃	13.5

硬度

退火状态：≤ 235 HB
淬火回火后：48 ~ 54 HRC（常用范围）
- 压铸模具：48-50 HRC
- 热锻模具：50-52 HRC
- 挤出模具：52-54 HRC

热处理工艺

1. 退火

温度：840 ~ 880℃
冷却：随炉缓慢冷却（≤ 20℃/h 冷却到 500℃ 出炉）
硬度：≤ 235 HB
目的：降低硬度，便于切削加工，消除内应力

2. 淬火

预热：600 ~ 650℃ 预热
淬火温度：1000 ~ 1050℃（一般 1020 ~ 1030℃ 常用）
冷却：油淬（油温 30 ~ 60℃）
淬透性：空冷淬透直径 ≤ 50mm

3. 回火

温度：500 ~ 600℃
次数：一般回火 2 ~ 3次，每次保温 2 ~ 3h
空冷

要求硬度 (HRC)	回火温度 (℃)
52 ~ 54	500 ~ 520
50 ~ 52	520 ~ 540
48 ~ 50	540 ~ 560

性能特点

优点：

优良的红硬性 —— 高温下保持高硬度，适合连续生产
优异的抗热疲劳性 —— 冷热循环不易开裂，压铸模具使用寿命长
良好的韧性 —— 比 3Cr2W8V 韧性好
良好的耐磨性 —— 适合铝合金压铸，不易粘模
较好的抛光性 —— 可以抛到较高光洁度

缺点：

价格比 5CrNiMo 略高
对热处理工艺要求较高，需要真空淬火或严格控制温度

应用领域

H13是热作模具钢首选通用牌号，广泛用于：

铝合金压铸模具 —— 最主要应用，使用寿命优于其他钢种
铜合金压铸模具
热锻模具 —— 特别是大中型锻模
热挤压模具 —— 铝型材挤压模
5 高速锤锻模具
塑料模具 —— 高耐磨要求的塑料模具
耐磨机械零件

使用寿命参考（铝合金压铸）

模具类型	使用寿命（模次）
中小型简单件	10 ~ 20 万模次
大中型复杂件	5 ~ 10 万模次
表面氮化处理	可提高 20 ~ 50% 寿命

对比其他热作模具钢

牌号	红硬性	韧性	抗热疲劳	价格	适用
H13	好	好	优	中	通用首选
5CrNiMo	较好	优	好	较低	大中型锻模
5CrMnMo	较好	好	好	低	中小型锻模
3Cr2W8V	优	较差	较好	较高	高热高载锻压

使用建议

锻造：
- 锻造温度范围：1100 ~ 850℃
- 锻后必须退火消除应力
热处理：
- 推荐真空淬火，硬度均匀变形小
- 必须回火充分，至少两次回火
- 型腔要求高抛光建议降低硬度 2 ~ 3 HRC
表面处理：
- 氮化处理可以提高表面硬度和耐磨性，延长使用寿命
- PVD涂层可改善脱模，减少粘模

本文由模极社发布

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