用于制作模具的材質(zhì)有很多，通常采用高強度與耐高溫的熱作模具鋼，代表材料有4Cr5MoV1Si、5CrMnMo、5CrNiMo等，工業(yè)鋁型材擠壓模具一般采用美國進口的H13模具鋼，它是一種C-Cr-Mo-Si-V型鋼，具有非常好的抗熱裂能力，主要用于制造沖擊力與超載荷的擠壓模具，是模具鋼中應(yīng)用非常廣泛的一種代表鋼型號。

工業(yè)鋁型材擠壓模具所使用的模具鋼一般采用H13鋼和鎢鋼制成，這二種材質(zhì)的模具鋼具是由不同的合金成分組成的，分別采用不同的制作標(biāo)準(zhǔn)，使用壽命與其它各方面的特性也有很大的區(qū)別。

1、H13鋼

H13鋼中含有碳、硅、錳、鉻等多種化學(xué)元素，它的高強度與耐高溫性能主要是由化學(xué)成分決定的，特別是合金成分中碳的含量決定了模具鋼的硬度，淬火后的硬度可達(dá)55HRC左右，具體化學(xué)成分如下表所示：

在模具鋼的合金成分中，含碳量不能太低，否則會影響模具的淬火硬度和強度；對于熱作模具鋼來說，含碳量越高，它的耐高溫強度以及耐磨性能就越高，但是同時也會降低韌度，而韌度的高低則由含鉻量來決定，通常在設(shè)計模具時，要求在保證模具鋼的強度前提下，盡可能地降低鋼中碳的含量，當(dāng)抗拉強度為1550MPa時，模具鋼中的含碳量為0.3-0.4%最合適，當(dāng)含碳量超過0.4%時就會降低模具鋼的韌度。

以H13模具鋼制作的工業(yè)鋁型材擠壓模具，除了化學(xué)成分要達(dá)到上面表一的要求外，在擠壓時還要達(dá)到以下的工藝要求以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

①嚴(yán)格按照國家制定的標(biāo)準(zhǔn)進行生產(chǎn)：GB/T1299-2014；

②熱處理工藝：經(jīng)二次預(yù)熱：600-650℃/800-850℃，再加熱到1020-1050℃；保溫5-15min，在空氣中冷卻至530-560℃，此時的硬度為48-52HRC; 當(dāng)溫度在560℃-580℃時再進行二次回火是最好的，此時可以使硬度達(dá)到47-49HRC,可以使模具鋼的韌度和強度保持在最佳的范圍之內(nèi)。

③力學(xué)性能：抗沖擊力強、強度高、耐磨性好、抗腐蝕性能強、韌性好、抗回火性能穩(wěn)定。

2、鎢鋼

鎢鋼是一種硬質(zhì)合金，其中包含至少一種金屬碳化物，如碳化鎢、碳化鈷等，主要合金成分中鈷占3-30%，碳化鎢占70%，其它金屬占比不到1%，它具有非常高的硬度、強度、耐磨性、韌性與耐腐蝕性能，膨脹系數(shù)非常小，依靠高硬度與強耐磨性，被用于工業(yè)鋁型材擠壓模具用材料，也是一種熱作模具鋼，即使在500-1000℃的高溫時，也能保持不變形的特性。

鎢鋼基體由硬化相和粘結(jié)金屬二部分組成，粘結(jié)金屬主要有鈷、鎳、鈦、鐵等，根據(jù)合金成分與用途可以分成鎢鈷合金和鎢鎳合金等牌號。它的成型過程是先將粉末制成坯料，放入爐中加熱到一定的溫度后保溫，冷卻成型后就成了鎢鋼材料，這個過程要經(jīng)歷以下4個階段：

①預(yù)燒：將成型劑在高溫中加熱，分解出燒結(jié)體，粉末表面在高溫的作用下還原成鈷和鎢等氧化物，經(jīng)過再結(jié)晶后使金屬表面的強度增加；

②固相反應(yīng)：隨著第一階段反應(yīng)的進行，固相反應(yīng)開始發(fā)生，金屬的塑性流動逐漸增強并出現(xiàn)收縮，此時的共晶溫度達(dá)到800℃；

③液相階段：當(dāng)燒結(jié)體產(chǎn)生液相后，便不再收縮，而是產(chǎn)生結(jié)晶，此時金屬的結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)，共晶溫度保持在800℃；

④冷卻：當(dāng)金屬成分和結(jié)構(gòu)組成顯現(xiàn)出來后，在室溫下進行冷卻，為了提高鎢鋼的力學(xué)性能，可以進行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼?

當(dāng)擠壓模具的合金成分不合格，或是加工工藝不合理，就會使模具的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，在擠壓時會使模具產(chǎn)生端面缺口，容易引起型材出現(xiàn)大帽缺陷，當(dāng)高溫高壓環(huán)境下的模具經(jīng)過不斷磨損，可能會提前報廢，不僅影響鋁型材生產(chǎn)廠家的擠壓效率，還會引起工業(yè)鋁型材產(chǎn)品的精度尺寸和外觀質(zhì)量，使擠壓模具的成品率下降，企業(yè)蒙受經(jīng)濟損失。