2024年4月26日发(作者：茅安福)
热冲压模具钢发展现状与趋势
王春涛;白植雄;贾永闯;左鹏鹏;吴晓春
【摘 要】介绍了国内外热冲压模具钢的主要产品和市场现状,简述了热冲压模具钢的
性能要求、失效形式和合金化特点.通过对近年来国内外热冲压模具钢研究现状和发展动
态的阐述,预测热冲压模具钢未来研究的方向和发展趋势.
【期刊名称】《模具制造》
【年(卷),期】2017(017)009
【总页数】5页(P93-97)
【关键词】热冲压模具钢;发展趋势;研究现状
【作 者】王春涛;白植雄;贾永闯;左鹏鹏;吴晓春
【作者单位】宁波合力模具科技股份有限公司 浙江宁波315000;上海大学材料科学
与工程学院 上海200072;宁波合力模具科技股份有限公司 浙江宁波315000;上海大学材
料科学与工程学院 上海200072;上海大学材料科学与工程学院 上海200072
【正文语种】中 文
【中图分类】TG249;TB497
随着汽车行业排放标准和安全标准的不断提高，汽车轻量化与安全化是汽车制造业今
后发展的必要方向[1]。鉴于汽车轻量化和安全性能的要求，高强度汽车结构钢板的需求
日益明显。自从进入21世纪以来，越来越多热冲压零部件被用于汽车上，2007年全球
热冲压零部件年产量已经达到1.07亿[2]，到2015全球热冲压零部件年产量超过4.5亿
件，预计随后会以每年2.8%的速度增长[3～4]。但是目前国内热冲压生产线使用的模具
材料主要依赖于进口，并且其性能差异较大。我国在“十三五”规划中明确提出：在热冲
压模具钢方面，要开发具有自主知识产权的高导热、高耐磨和高韧性汽车钢板热冲压模具
钢材。
本文简述了热冲压模具钢的性能要求和主要的失效形式，同时介绍了国内外热冲压模
具钢的发展动态和总结分析了热冲压模具主要发展方向。
在钢板热冲压成型过程中，模具需要长时间与加热的坯料接触，当奥氏体化的高强钢
板放入模具型腔时，型腔的表面急剧升温，表层产生压应力和压应变，这使得模具需要较
好的热强性和热稳定性；在保压过程中通过带有冷却水道的模具对零部件淬火，为了使模
具能够很快的把钢板的热量带走和保证模具在工作过程中的精度，模具材料必须具有较大
的导热率和较小的膨胀系数；当金属件取出时，型腔（凹模）表面由于急剧降温而受到拉
应力和拉应变作用，极易产生热疲劳等，并且热冲压模具钢在服役过程中，还要承受较大
的冲击载荷，模具需要较高的冲击韧性。为防止在服役过程中产生拉毛现象，模具还需要
较高的耐磨性能。因此，复杂的工况要求热冲压模具材料要具备较高的热导率、热稳定性
能、冲击韧性、耐磨性能和抗冷热疲劳性能等。与普通冷冲压模具材料相比，由于热冲压
模具材料的服役中受到较大的冲击、模具表面温度频繁交替变化以及模具凸、凹模表面的
高温软化加剧磨损等因素影响，热冲压模具极易失效，导致模具使用寿命降低。
热冲压模具钢在工作时要同时承受冷热交变、冲击、震动、摩擦等负荷，根据实际生
产反映，热冲压模具钢的失效形式具体情况可以大致分为:热磨损、变形开裂和热机械疲
劳损伤等[5～8]。其失效主要可以分为内在和外在两个方面的原因。外在原因是指热冲压
模具钢在使用时的安装调整、保养维护以及服役环境影响等因素，但是这可以通过良好的
使用维护习惯来保证模具的正常使用。内在因素可以从模具材料、模具设计和制造工艺3
个方面来分析。其中合理的模具设计和制造工艺能够有效地延长模具的寿命，若单从材料
的角度考虑，模具材料的成分设计、冶金质量以及热处理工艺恰恰是最重要的。由模具材
料和热处理问题引起的失效往往占很大比例，这足以寿命钢材的成分、冶金质量以及使用
组织对热冲压模具钢的使用性能和寿命起着非常重要的影响。
近些年，国内外的热冲压技术研究方向主要分为3类：①热冲压过程中的数值模拟；
②热冲压模具设计；③对热冲压模具材料性能的研究。但是由于热冲压模具钢恶劣的工况，
使得模具材料的开发遇到很大的阻力，所以各国热冲压生产线上的模具，材料最多是
H13钢。H13具有较高的硬度和热强度，在中温下具有良好的韧性、热疲劳性能、耐蚀
性和一定的耐磨性，热处理变形小，且其淬透性较好[9～10]。但是由于H13钢属于中碳
中合金钢，得到的回火马氏体中铁素体的比例不高，并且含有较多的合金元素，特别是化
学成分中含有较高的Si元素，它严重降低了钢的热导率，所以导致H13在700℃时只有
20W/（m·K）左右[11～12]，耐磨性能不佳，模具易发生磨损导致寿命较低，并且在
600℃工作温度以上使用性能大幅度下 降[13]。针对H13钢的优缺点，再结合各国实际
情况出发，通过优化成分和改进生产工艺的方式发展出新的钢种，例如瑞典一胜百开发的
DIEVAR钢。DIEVAR模具钢是一种对H13钢进行优化后得到的钢种，其与H13化学成
分如表1所示。
DIEVAR所采用的低Si高Mo的合金化途径是改进H13钢的一种发展趋势[14]。
UDDEHOLM采用最新的生产及精炼工艺制造，由此使得DIEVAR做为最新发展的热作
模具钢而具备优良的抗热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损、塑性变形的性能[15～16]。由
于低Si高Mo的合金化设计，DIEVAR在回火过程中会出现较多的Mo系碳化物，此类
碳化物析出温度在1200℃左右及稳定高温稳定性，使得其热稳定性优于H13钢。
QRO80M是瑞典在20世纪80年代初研制成的一种热冲压模具钢。通过优化合金元
素的配比，在合金元素总含量不高的情况下，使钢具有比较高的高温性能和冷热疲劳性能。
UHB QRO90 Superme钢是QRO80M的改进型钢号，其热硬性明显优于H13钢，而且
略高于3Cr2W8V，具有很好的韧性和热疲劳抗力[17]。对于H13钢，由于其含有较高的
铬含量（4.75%～5.5%），因此，在淬火后进行回火时，铬和碳可以形成高铬的碳化物，
从而妨碍具有高抗回火软化能力的碳化钒的形成，降低H13钢的热强性。因此，含有较
少量铬（2.5%Cr左右）的QRO90 Superme钢反比H13钢具有更高的热强性，并且具
有很好的韧性与热疲劳性。QRO90 Superme钢的杂质含量、显微组织的均匀性、韧性
及塑性方面可以与H13钢相媲美[18]，另外再加上该种钢的成本与H13钢接近，有很好
的经济性，这使得QRO90 Superme钢很受欢迎。QRO90Superme的特点为：极佳的
高温强度和高温硬度，抗回火软化能力非常好[19～20]，优良的抗热疲劳性能，良好的热
导性，纵向及横向韧性及延展性很好，均一的机械加工性，良好的热处理特性。特别适用
于制作既要耐高温、又需高韧性、高热疲劳性的热挤压模、热冲模、热锻模、压铸模。
目前，除了传统的H13钢和在H13钢上改进的新钢种外，热冲压模具钢研究方向主
要有两个特点，分别是以西班牙ROVALMA公司的HTCS系列为代表的高热导率热冲压
模具钢和以德国KIND&CO公司开发的Cr7V为代表的高耐磨性热冲压模具钢。
高热导率热作模具钢是近几年刚刚兴起的新型高性能模具钢种，此类钢种最大的性能
特点是能为模具提供较高的热传导性能，提高生产效率并减少热裂风险。国外已有的高热
导率热作模具钢主要是ROVALMA公司的HTCS系列和日本DAIDO的DHA～Thermo。
西班牙ROVALMA公司的HTCS系列，旗下品牌众多，包括HTCS-117、130、135、
150、170等，其中以HTCS-130和HTCS-150应用最广泛。
HTCS-130最主要特点是超高的热导率，其最高导热率能达到60W/（m·K）[21]，
如图1所示。在室温下，其热导率几乎是1.2343钢的2倍[22]。极高的热导率使得模具
降温速率极快，模具与部件接触温度较低，有利于较少粘着现象。除此之外，高热导率
HTCS-130可以使它有效的抗热冲击，有利于提高模具的热疲劳等性能。HTCS-130的主
要失效形式不是磨损的热冲压模具。其化学成分如表2所示。
HTCS-130采用低Si、低Mn和低Cr的合金化设计，这是由于Cr和Si对钢的热导
性恶化作用明显，河野正道研究发现Si含量从0.1%提高到0.3%之后，热导率降低了
4W/（m·K）[23]。另外Xie Haojie等指出Cr元素的作用受制于Mo元素，特别是合金
元素含有Mo时，Cr对热导率的损害作用很大[24]。低Si低Cr的合金化设计将导致模具
材料的高温稳定性能和耐磨性不佳，故HTCS-130提高Mo含量和加入W元素，W元素
的加入，一方面提高了模具材料的热导率；另一方面使得回火态组织中出现M2C型碳化
物，使其高温稳定性能较好。上海大学伊学炜等研究发现HTCS-130热稳定性能远优于
H13钢，在经过620℃保温20h后，当H13钢硬度值已经降低到29HRC，HTCS-130
钢的硬度值 仍 可 达 到 36HRC 以 上[25]。在 100～700℃ 内HTCS-130钢的热导率显
著高于H13，在热冲压模具钢服役温度300～500℃内，HTCS-130钢的平均热导率高达
37 W/（m·K），比H13钢高出近47%。
HTCS-150S是一款主要用于对镀层板材进行热冲压的模具钢种。相比于HTCS-130，
其热导率更高，达到了66W/（m·K）[26]。HTCS-150的抗摩擦磨损性能优异，无论是
在磨料磨损（颗粒尺寸≤5μm）工况，还是在粘着磨损的工况下，HTCS-150的表现都十
分出色。
DHA-Thermo是日本DAIDO STEEL公司开发的一种高热导率热作模具钢。据了解
该钢的热导率在40W/（m·K）左右，约为SKD61钢的2倍，所以铸态组织细化程度更
好，同时其抗软化能力也由于同行的SKD61钢。该钢主要适用于尺寸≤100mm，且有冷
却孔的小型模具。
由于热冲压模具钢易出现拉毛现象，所以要求模具钢要有良好的耐磨性能。德国
KIND&CO公司开发的Cr7V钢是一种具有优秀耐磨性的热冲压模具钢，其化学成分如表
3所示。
因为该钢的C、Cr、Mo和V等合金元素含量都很高，所以在钢的淬回火组织中以
M23C形碳化物为主[27]。由于合金碳化物在高温的工作环境中不仅能有效地抑制回火软
化，而且对热作模具钢的高温摩擦磨损性能有很大的提升[28～30]。Cr7V的C含量相较
于其他热冲压模具钢较高，因此在淬火后可以得到高硬度的马氏体组织。采用高Cr的合
金化思路，其二次硬化峰出现在500左右，这与Cr元素对应的二次硬化影响温度相对应
[31]。虽然CR7V可以通过热处理得到高硬度而具有良好的耐磨性，但是其韧性较差，所
以在实际生产过程中，往往会发生崩角和断裂等现象。Cr7V的热导率极差，这也导致生
产过程中保压时间较长，制约着冲压节拍和生产效率的提高。
国内对于热冲压成型技术的研究主要集中在部分高校和企业，如同济大学、哈尔滨工
业大学、吉林大学、大连理工大学、上海大众汽车和奇瑞汽车、宝钢研究院等相关研究单
位在对热冲压技术及关键设备进行研究，而对热冲压模具钢的研究较少。
在2009年前后，上海大学模具钢课题组开发出高性能热作模具钢专利产品，相关产
品已经推向市场，获得了行业的认同。在压铸模具钢上，主要推出了SDH3和
SDDVA+Nb通用型热作模具钢。对比H13钢，在600℃以上，SDH3钢的具有较高的
热强性和热稳定性，即使在620℃保温22h，硬度仍在临界失效值35HRC以上，同时该
材料在使用硬度范围内，表现出优良的抗冷热疲劳性能[32～33]。而SDDVA+Nb钢在
620℃保温20h后，硬度高于H13钢6HRC，表现出极为优良的热稳定性。该材料在使
用硬度范围内，在室温到700℃之间热疲劳实验，发现其表面损伤程度大小顺序H13＞
SDH3＞SDDVA+Nb，说明SDDVA+Nb 钢具有更好的抗冷热疲劳性能[34～36]。
在2011年，该课题组研制出SDCM热冲压模具钢，SDCM钢是一种新型铬-钼-钒
高性能合金热冲压模具钢，是具有高韧性、高热稳定性、高热疲劳性和高热导率的通用型
热冲压模具钢[37～39]，适用于高强钢板/管的热冲压模具，其性能指标已经赶上外国优
质热冲压模具材料，并且已经得到宝钢、上汽等公司的认同。在2012年，上海大学工模
具钢团队在NAK80的基础上提高了Ni含量，开发出SDK高热导率热冲压模具钢，该钢
主要通过Ni-Al-Cu时效析出强化[40]。2014年，上海大学工模具钢团队开发了一种新型
高热导率的热冲压模具钢HDLM，该钢的热导率极其优良，在400℃时仍保持在41 W/
（m·K），并且由于提高了C含量和加入一定的V元素，使得HDLM相比于HTCS-130
具有更高的耐磨性和热稳定性能[41]。随后，吴晓春等人在HTCS-130的基础上又通过提
高Mo和W的含量开发出HDCM，HDCM有较好的抗回火软化性能[42]。
模具作为现代机械制造业中的重要工艺设备，在机械、轻工、电子以及国防等行业中
都有越来越广泛的应用。通过对比国内外热冲压模具钢的发展动态，我国无论在冶炼还是
热处理工艺上都与国外还有明显的差距，国内能自主开发新型热冲压模具钢的单位寥寥无
几。然而，在“十一五”和“十二五”期间，国内热作模具钢在国家的支持下取得了较大
的进展：一方面，对国内外关键工艺技术能够在生产线上进行较好的控制，比如高温均质
化工艺、超细化处理工艺等在国内宝钢集团有限公司、东北特殊钢集团有限公司、中信泰
富特钢集团及宏晟重工集团有限公司等大、中型企业得到很好的运用与控制，使生产出的
热作模具钢具有与国外进口钢材同等甚至更好的综合使用性能；另一方面，国内主流模具
钢生产企业已能掌握热作模具关键性能的评价体系，包括等向性能、球化退火组织、成分
偏析、使用性能（如热熔损、热疲劳、热稳定性）、物理性能等。
由于国外关于热冲压技术对我国的技术封锁，导致我国热冲压模具钢远远滞后于压铸
模具钢和热锻模具钢，开发高耐磨性、高热导率和良好的热稳定性的热冲压模具钢已经成
为一个迫在眉睫的课题。对于今后热冲压模具钢的研究思路和发展方面，我认为可以从以
下两个方面进行考虑：
（1）高热导率热冲压模具钢。主要通过降低Si、Cr、Mn等主要合金元素来提高热
导率，但降低这些合金元素会导致模具钢材料的耐磨性大幅度下降，造成模具过早失效。
现在提高高热导率模具钢主要是通过加入W元素、提高V含量等合金化手段使模具钢材
料的耐磨性得到提高，但是模具服役情况依然不佳。
（2）高耐磨性热冲压模具钢。综合国内外热锻模具钢研究现状，提高模具耐磨性主
要通过提高Cr元素和V元素的手段。高Cr的合金化设计也带来了诸多问题，例如韧性
差，模具容易开裂而失效；导热率低，导致生产效率低。
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2024年4月26日发(作者：茅安福)
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【摘 要】介绍了国内外热冲压模具钢的主要产品和市场现状,简述了热冲压模具钢的
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【关键词】热冲压模具钢;发展趋势;研究现状
【作 者】王春涛;白植雄;贾永闯;左鹏鹏;吴晓春
【作者单位】宁波合力模具科技股份有限公司 浙江宁波315000;上海大学材料科学
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的导热率和较小的膨胀系数；当金属件取出时，型腔（凹模）表面由于急剧降温而受到拉
应力和拉应变作用，极易产生热疲劳等，并且热冲压模具钢在服役过程中，还要承受较大
的冲击载荷，模具需要较高的冲击韧性。为防止在服役过程中产生拉毛现象，模具还需要
较高的耐磨性能。因此，复杂的工况要求热冲压模具材料要具备较高的热导率、热稳定性
能、冲击韧性、耐磨性能和抗冷热疲劳性能等。与普通冷冲压模具材料相比，由于热冲压
模具材料的服役中受到较大的冲击、模具表面温度频繁交替变化以及模具凸、凹模表面的
高温软化加剧磨损等因素影响，热冲压模具极易失效，导致模具使用寿命降低。
热冲压模具钢在工作时要同时承受冷热交变、冲击、震动、摩擦等负荷，根据实际生
产反映，热冲压模具钢的失效形式具体情况可以大致分为:热磨损、变形开裂和热机械疲
劳损伤等[5～8]。其失效主要可以分为内在和外在两个方面的原因。外在原因是指热冲压
模具钢在使用时的安装调整、保养维护以及服役环境影响等因素，但是这可以通过良好的
使用维护习惯来保证模具的正常使用。内在因素可以从模具材料、模具设计和制造工艺3
个方面来分析。其中合理的模具设计和制造工艺能够有效地延长模具的寿命，若单从材料
的角度考虑，模具材料的成分设计、冶金质量以及热处理工艺恰恰是最重要的。由模具材
料和热处理问题引起的失效往往占很大比例，这足以寿命钢材的成分、冶金质量以及使用
组织对热冲压模具钢的使用性能和寿命起着非常重要的影响。
近些年，国内外的热冲压技术研究方向主要分为3类：①热冲压过程中的数值模拟；
②热冲压模具设计；③对热冲压模具材料性能的研究。但是由于热冲压模具钢恶劣的工况，
使得模具材料的开发遇到很大的阻力，所以各国热冲压生产线上的模具，材料最多是
H13钢。H13具有较高的硬度和热强度，在中温下具有良好的韧性、热疲劳性能、耐蚀
性和一定的耐磨性，热处理变形小，且其淬透性较好[9～10]。但是由于H13钢属于中碳
中合金钢，得到的回火马氏体中铁素体的比例不高，并且含有较多的合金元素，特别是化
学成分中含有较高的Si元素，它严重降低了钢的热导率，所以导致H13在700℃时只有
20W/（m·K）左右[11～12]，耐磨性能不佳，模具易发生磨损导致寿命较低，并且在
600℃工作温度以上使用性能大幅度下 降[13]。针对H13钢的优缺点，再结合各国实际
情况出发，通过优化成分和改进生产工艺的方式发展出新的钢种，例如瑞典一胜百开发的
DIEVAR钢。DIEVAR模具钢是一种对H13钢进行优化后得到的钢种，其与H13化学成
分如表1所示。
DIEVAR所采用的低Si高Mo的合金化途径是改进H13钢的一种发展趋势[14]。
UDDEHOLM采用最新的生产及精炼工艺制造，由此使得DIEVAR做为最新发展的热作
模具钢而具备优良的抗热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损、塑性变形的性能[15～16]。由
于低Si高Mo的合金化设计，DIEVAR在回火过程中会出现较多的Mo系碳化物，此类
碳化物析出温度在1200℃左右及稳定高温稳定性，使得其热稳定性优于H13钢。
QRO80M是瑞典在20世纪80年代初研制成的一种热冲压模具钢。通过优化合金元
素的配比，在合金元素总含量不高的情况下，使钢具有比较高的高温性能和冷热疲劳性能。
UHB QRO90 Superme钢是QRO80M的改进型钢号，其热硬性明显优于H13钢，而且
略高于3Cr2W8V，具有很好的韧性和热疲劳抗力[17]。对于H13钢，由于其含有较高的
铬含量（4.75%～5.5%），因此，在淬火后进行回火时，铬和碳可以形成高铬的碳化物，
从而妨碍具有高抗回火软化能力的碳化钒的形成，降低H13钢的热强性。因此，含有较
少量铬（2.5%Cr左右）的QRO90 Superme钢反比H13钢具有更高的热强性，并且具
有很好的韧性与热疲劳性。QRO90 Superme钢的杂质含量、显微组织的均匀性、韧性
及塑性方面可以与H13钢相媲美[18]，另外再加上该种钢的成本与H13钢接近，有很好
的经济性，这使得QRO90 Superme钢很受欢迎。QRO90Superme的特点为：极佳的
高温强度和高温硬度，抗回火软化能力非常好[19～20]，优良的抗热疲劳性能，良好的热
导性，纵向及横向韧性及延展性很好，均一的机械加工性，良好的热处理特性。特别适用
于制作既要耐高温、又需高韧性、高热疲劳性的热挤压模、热冲模、热锻模、压铸模。
目前，除了传统的H13钢和在H13钢上改进的新钢种外，热冲压模具钢研究方向主
要有两个特点，分别是以西班牙ROVALMA公司的HTCS系列为代表的高热导率热冲压
模具钢和以德国KIND&CO公司开发的Cr7V为代表的高耐磨性热冲压模具钢。
高热导率热作模具钢是近几年刚刚兴起的新型高性能模具钢种，此类钢种最大的性能
特点是能为模具提供较高的热传导性能，提高生产效率并减少热裂风险。国外已有的高热
导率热作模具钢主要是ROVALMA公司的HTCS系列和日本DAIDO的DHA～Thermo。
西班牙ROVALMA公司的HTCS系列，旗下品牌众多，包括HTCS-117、130、135、
150、170等，其中以HTCS-130和HTCS-150应用最广泛。
HTCS-130最主要特点是超高的热导率，其最高导热率能达到60W/（m·K）[21]，
如图1所示。在室温下，其热导率几乎是1.2343钢的2倍[22]。极高的热导率使得模具
降温速率极快，模具与部件接触温度较低，有利于较少粘着现象。除此之外，高热导率
HTCS-130可以使它有效的抗热冲击，有利于提高模具的热疲劳等性能。HTCS-130的主
要失效形式不是磨损的热冲压模具。其化学成分如表2所示。
HTCS-130采用低Si、低Mn和低Cr的合金化设计，这是由于Cr和Si对钢的热导
性恶化作用明显，河野正道研究发现Si含量从0.1%提高到0.3%之后，热导率降低了
4W/（m·K）[23]。另外Xie Haojie等指出Cr元素的作用受制于Mo元素，特别是合金
元素含有Mo时，Cr对热导率的损害作用很大[24]。低Si低Cr的合金化设计将导致模具
材料的高温稳定性能和耐磨性不佳，故HTCS-130提高Mo含量和加入W元素，W元素
的加入，一方面提高了模具材料的热导率；另一方面使得回火态组织中出现M2C型碳化
物，使其高温稳定性能较好。上海大学伊学炜等研究发现HTCS-130热稳定性能远优于
H13钢，在经过620℃保温20h后，当H13钢硬度值已经降低到29HRC，HTCS-130
钢的硬度值 仍 可 达 到 36HRC 以 上[25]。在 100～700℃ 内HTCS-130钢的热导率显
著高于H13，在热冲压模具钢服役温度300～500℃内，HTCS-130钢的平均热导率高达
37 W/（m·K），比H13钢高出近47%。
HTCS-150S是一款主要用于对镀层板材进行热冲压的模具钢种。相比于HTCS-130，
其热导率更高，达到了66W/（m·K）[26]。HTCS-150的抗摩擦磨损性能优异，无论是
在磨料磨损（颗粒尺寸≤5μm）工况，还是在粘着磨损的工况下，HTCS-150的表现都十
分出色。
DHA-Thermo是日本DAIDO STEEL公司开发的一种高热导率热作模具钢。据了解
该钢的热导率在40W/（m·K）左右，约为SKD61钢的2倍，所以铸态组织细化程度更
好，同时其抗软化能力也由于同行的SKD61钢。该钢主要适用于尺寸≤100mm，且有冷
却孔的小型模具。
由于热冲压模具钢易出现拉毛现象，所以要求模具钢要有良好的耐磨性能。德国
KIND&CO公司开发的Cr7V钢是一种具有优秀耐磨性的热冲压模具钢，其化学成分如表
3所示。
因为该钢的C、Cr、Mo和V等合金元素含量都很高，所以在钢的淬回火组织中以
M23C形碳化物为主[27]。由于合金碳化物在高温的工作环境中不仅能有效地抑制回火软
化，而且对热作模具钢的高温摩擦磨损性能有很大的提升[28～30]。Cr7V的C含量相较
于其他热冲压模具钢较高，因此在淬火后可以得到高硬度的马氏体组织。采用高Cr的合
金化思路，其二次硬化峰出现在500左右，这与Cr元素对应的二次硬化影响温度相对应
[31]。虽然CR7V可以通过热处理得到高硬度而具有良好的耐磨性，但是其韧性较差，所
以在实际生产过程中，往往会发生崩角和断裂等现象。Cr7V的热导率极差，这也导致生
产过程中保压时间较长，制约着冲压节拍和生产效率的提高。
国内对于热冲压成型技术的研究主要集中在部分高校和企业，如同济大学、哈尔滨工
业大学、吉林大学、大连理工大学、上海大众汽车和奇瑞汽车、宝钢研究院等相关研究单
位在对热冲压技术及关键设备进行研究，而对热冲压模具钢的研究较少。
在2009年前后，上海大学模具钢课题组开发出高性能热作模具钢专利产品，相关产
品已经推向市场，获得了行业的认同。在压铸模具钢上，主要推出了SDH3和
SDDVA+Nb通用型热作模具钢。对比H13钢，在600℃以上，SDH3钢的具有较高的
热强性和热稳定性，即使在620℃保温22h，硬度仍在临界失效值35HRC以上，同时该
材料在使用硬度范围内，表现出优良的抗冷热疲劳性能[32～33]。而SDDVA+Nb钢在
620℃保温20h后，硬度高于H13钢6HRC，表现出极为优良的热稳定性。该材料在使
用硬度范围内，在室温到700℃之间热疲劳实验，发现其表面损伤程度大小顺序H13＞
SDH3＞SDDVA+Nb，说明SDDVA+Nb 钢具有更好的抗冷热疲劳性能[34～36]。
在2011年，该课题组研制出SDCM热冲压模具钢，SDCM钢是一种新型铬-钼-钒
高性能合金热冲压模具钢，是具有高韧性、高热稳定性、高热疲劳性和高热导率的通用型
热冲压模具钢[37～39]，适用于高强钢板/管的热冲压模具，其性能指标已经赶上外国优
质热冲压模具材料，并且已经得到宝钢、上汽等公司的认同。在2012年，上海大学工模
具钢团队在NAK80的基础上提高了Ni含量，开发出SDK高热导率热冲压模具钢，该钢
主要通过Ni-Al-Cu时效析出强化[40]。2014年，上海大学工模具钢团队开发了一种新型
高热导率的热冲压模具钢HDLM，该钢的热导率极其优良，在400℃时仍保持在41 W/
（m·K），并且由于提高了C含量和加入一定的V元素，使得HDLM相比于HTCS-130
具有更高的耐磨性和热稳定性能[41]。随后，吴晓春等人在HTCS-130的基础上又通过提
高Mo和W的含量开发出HDCM，HDCM有较好的抗回火软化性能[42]。
模具作为现代机械制造业中的重要工艺设备，在机械、轻工、电子以及国防等行业中
都有越来越广泛的应用。通过对比国内外热冲压模具钢的发展动态，我国无论在冶炼还是
热处理工艺上都与国外还有明显的差距，国内能自主开发新型热冲压模具钢的单位寥寥无
几。然而，在“十一五”和“十二五”期间，国内热作模具钢在国家的支持下取得了较大
的进展：一方面，对国内外关键工艺技术能够在生产线上进行较好的控制，比如高温均质
化工艺、超细化处理工艺等在国内宝钢集团有限公司、东北特殊钢集团有限公司、中信泰
富特钢集团及宏晟重工集团有限公司等大、中型企业得到很好的运用与控制，使生产出的
热作模具钢具有与国外进口钢材同等甚至更好的综合使用性能；另一方面，国内主流模具
钢生产企业已能掌握热作模具关键性能的评价体系，包括等向性能、球化退火组织、成分
偏析、使用性能（如热熔损、热疲劳、热稳定性）、物理性能等。
由于国外关于热冲压技术对我国的技术封锁，导致我国热冲压模具钢远远滞后于压铸
模具钢和热锻模具钢，开发高耐磨性、高热导率和良好的热稳定性的热冲压模具钢已经成
为一个迫在眉睫的课题。对于今后热冲压模具钢的研究思路和发展方面，我认为可以从以
下两个方面进行考虑：
（1）高热导率热冲压模具钢。主要通过降低Si、Cr、Mn等主要合金元素来提高热
导率，但降低这些合金元素会导致模具钢材料的耐磨性大幅度下降，造成模具过早失效。
现在提高高热导率模具钢主要是通过加入W元素、提高V含量等合金化手段使模具钢材
料的耐磨性得到提高，但是模具服役情况依然不佳。
（2）高耐磨性热冲压模具钢。综合国内外热锻模具钢研究现状，提高模具耐磨性主
要通过提高Cr元素和V元素的手段。高Cr的合金化设计也带来了诸多问题，例如韧性
差，模具容易开裂而失效；导热率低，导致生产效率低。
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