HD21AX圆棒模具钢在复杂塑料模具的抗裂纹性能

　　HD21AX模具钢的用途及特性分析

　　一、HD21AX模具钢概述

　　HD21AX是日本大同特殊钢(DAIDO STEEL)开发的高性能热作模具钢，属于HD系列的新升级产品。该钢种通过优化合金成分和采用特殊冶炼工艺，在传统HD21基础上显著提升了高温强度和抗热疲劳性能，特别适合高要求的压铸和热锻模具应用。

　　日本三菱钢号HD21AX执行标准JIS

　　HD21AX热作压铸模具钢具有优良的淬透性，抗高温回火软化性强，耐高温冲击的抗热疲劳性以及好的抗高温熔损性。

　　HD21AX模具钢材已经预硬至37～41HRC(表面硬度)，无须热处理。适用于形状复杂、精密之模具及零部件。切削性能出色，便于加工及雕模。可望缩短模具加工周期、降低成本。如施以表面处理可进一步提高耐磨性和耐蚀性。

　　HD21AX化学成分

　　C:0.32-0.42

　　SI:0.80-1.00

　　MN:≤0.5

　　MO:1.00-1.50

　　CR:4.50-5.50

　　V:0.80-1.20

　　HD21AX用途：

　　1.铝锌压铸模

　　2.铝热挤压铸

　　3.冲压模

　　4.压铸模部件

　　5.塑胶模

　　6.诸机械部件

　　三、主要特性

　　1. 物理特性

　　密度：7.87 g/cm³

　　热膨胀系数(20-600°C)：13.2×10⁻⁶/K

　　热导率：24.8 W/(m·K)

　　比热容：470 J/(kg·K)

　　2. 机械性能

　　室温硬度(淬火+回火后)：50-54 HRC

　　高温硬度(650°C)：≥42 HRC

　　抗拉强度：1750-1950 MPa

　　屈服强度：1550-1700 MPa

　　延伸率：9-11%

　　3. 特殊性能

　　zhuoyue的高温强度：700°C时仍保持高硬度

　　优异的抗热疲劳性能：比传统HD21提高50%以上

　　的耐热冲击性能：可承受剧烈温度变化

　　出色的耐铝液侵蚀性：显著延长压铸模寿命

　　优化的切削加工性：退火状态下易加工

　　四、主要用途

　　1. 高端压铸模具应用

　　超大型铝合金压铸模：新能源车电池包、一体化车身

　　高精度镁合金压铸模：航空航天部件、3C产品

　　复杂锌合金压铸模：精密五金件

　　超高寿命要求压铸模：50万模次以上

　　2. 高性能热锻模具应用

　　汽车转向节锻模

　　涡轮增压器锻模

　　航空发动机叶片锻模

　　大型传动轴锻模

　　五、热处理工艺

　　1. 退火处理

　　温度：850-870°C

　　保温时间：2-4小时

　　缓冷至500°C后空冷

　　退火硬度：≤235 HB

　　2. 淬火处理

　　预热：800-850°C

　　奥氏体化温度：1050-1080°C

　　保温时间：30分钟/25mm

　　冷却方式：高压气淬(6-10bar)

　　3. 回火处理

　　次回火：620-650°C

　　第二次回火：600-620°C

　　第三次回火：580-600°C

　　每次保温2小时

　　终硬度：50-54 HRC

　　六、与其他热作模具钢对比

　　特性HD21AXHD21DAC55DIEVAR

　　高温强度极好好极好极好

　　抗热疲劳极好中等好极好

　　耐热冲击极好好好极好

　　切削性好中等中等中等

　　价格极高高高极高

　　七、使用建议

　　模具设计要点：

　　采用计算机模拟优化模具结构

　　设计高效的冷却系统(随形冷却水道)

　　关键部位预留表面处理余量

　　大型模具采用模块化设计

　　热处理优化：

　　必须采用真空热处理工艺

　　严格控制淬火温度(±3°C)

　　推荐进行深冷处理(-196°C)

　　采用三次回火确保性能稳定

　　使用维护建议：

　　新模具需进行500次以上试模磨合

　　每3000-5000模次进行去应力回火

　　严格控制模具预热温度(200-250°C)

　　定期进行3D扫描检测模具变形

　　HD21AX模具钢代表了当前热作模具钢的高技术水平，特别适合新能源汽车、航空航天等高端制造领域对模具寿命和产品精度要求极高的应用场景。