汽车零部件用模具钢：从曲轴到齿轮的工艺适配

在汽车工业向轻量化、高性能化转型的背景下，核心传动零部件如曲轴、齿轮的制造精度与力学性能要求持续提升。热锻工艺因能显著改善金属材料组织结构、提升零件致密度，成为此类零部件的主流成型方式。而模具钢作为热锻工艺的核心载体，其性能匹配度直接决定了锻件质量、模具寿命与生产效率。

不同汽车零部件的结构复杂度、受力特点存在差异，对模具钢的性能侧重点与工艺适配要求也有所不同。其中，曲轴作为发动机“心脏”，承受周期性交变载荷，要求锻件具有高疲劳强度；齿轮作为传动核心，需保证齿面硬度与齿形精度，二者的热锻模具钢适配方案需针对性设计。

曲轴热锻：大载荷冲击下的模具钢适配方案

1. 曲轴热锻特点

曲轴结构复杂，具有多个主轴颈、连杆轴颈及平衡块，锻造时需多向充填、大变形量，且局部应力集中严重。典型锻造温度为1150–1200℃，终锻温度不低于850℃。

2. 模具钢选择与工艺优化

推荐材料：H13为主流选择，适用于中小型曲轴；大型或高负荷曲轴可采用改进型H13S或QRO-90，提升高温强度与抗热裂性。

表面处理：氮化或PVD涂层可显著提升耐磨性与脱模性；

结构设计：采用镶块式模具，便于更换易损部位，延长整体寿命。

齿轮热锻：高精度成型下的模具钢适配方案

1. 齿轮热锻特点

齿轮热锻要求齿形精确、材料流线沿齿廓分布，以提高疲劳强度。锻造温度通常为1100–1180℃，对模具齿腔的尺寸稳定性和表面光洁度要求极高。

2. 模具钢选择与工艺优化

推荐材料：H13仍为主流，但对高精度齿轮可选用可瑞得CHD系列，以获得更细晶粒和更高热稳定性；

热处理匹配：模具淬火+多次回火（52–56 HRC），兼顾硬度与韧性；

寿命管理：建立模具使用次数监控系统，预防突发失效。

齿轮热锻以精密成型为核心目标，需保证齿形、齿向精度，减少后续机加工量。其模具型腔结构复杂，齿面承受剧烈摩擦与局部高温，对模具钢的尺寸稳定性、耐磨性与导热性要求更为严苛。

总结

从曲轴到齿轮，汽车关键零部件的热锻制造对模具钢提出了严苛而多元的要求。通过科学选材、精细工艺控制与智能化管理，不仅能提升锻件质量与一致性，还可显著延长模具寿命、降低制造成本。