在现代制造业中，模具占有举足轻重的地位，极大地推动了国民经济的发展[1]。近年来随着我国综合实力的增强，模具行业得到了较好的发展，越来越多的模具为中国制造，而模具行业的兴起也带动了市场对其更大的需求，模具钢产量大增[2]。其中，汽车九成以上的零部件需要用到模具加工成形，因此汽车工业的发展离不开模具制造业[3]。汽车模具钢的种类主要有热作模具钢、冷作模具钢、汽车覆盖模具钢等。目前我国的汽车模具钢发展迅速，中低档的模具需求过剩，缺乏大型、复杂、精密和耐用的模具[4,5]。因此提升汽车模具的生产质量和能力具有积极的意义。而汽车模具的优劣不仅与原材料有关，还和制造工艺息息相关，汽车模具的内部组织及应力会受到锻压加工的影响，进而对汽车模具的性能和使用寿命造成影响[6,7,8]。锻造在汽车模具生产中是非常重要的加工方式之一，它能加工出高质量的零部件，并提高生产效益[9]。但是模具钢在锻造时亦有缺陷存在，比如碳化物和晶粒变粗大，影响模具钢的强度和性能，而且汽车模具钢的工作环境恶劣，易磨损、疲劳，影响性能和使用寿命[10,11]。因此本文采用不同的锻压温度进行了新型汽车模具钢的试验，研究了锻压温度对新型汽车模具钢磨损性能和热疲劳性能的影响，以提升我国汽车模具钢的质量和性能。

本文试验材料为4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样，试样的质量分数见表1。以中频感应+电渣重熔法制备的新型汽车模具钢铸锭为坯料，坯料尺寸为50 mm×300 mm。坯料在锻压前进行了退火处理，退火温度880℃、保温时间4 h。采用2500T锻压机进行坯料试样的锻压试验。为了研究锻压温度对4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢磨损性能和热疲劳性能的影响，在锻压过程中，保持锻压变形量18%、模具预热温度300℃等工艺参数不变，改变始锻温度和终锻温度。锻压变形量的计算公式见式 (1) 。各新型汽车模具钢试样的锻压温度见表2。所有的锻压试样都进行了相同的热处理:1 035℃×65 min油淬后，650℃×6 h二次回火。

磨损试验:在试样上随机切取3个10 mm×10 mm×10 mm方形磨损平行试块，参照GB/T1444-2006《金属材料磨损试验方法试环-试块滑动磨损试验》[12]，在摩擦磨损试验机上进行室温磨损试验。

主要试验参数:磨轮总转数50 000 r、磨轮转速2 500 r/min、载荷800 N、相对滑动速度90 mm/min、对磨材料为45钢。记录磨损体积，以3个平行试块测试值的算术平均值作为试样的测试值。用JSM6510型扫描电镜观察试样表面磨损形貌。

热疲劳试验:在试样上随机切取3个10 mm×10 mm×10 mm方形热疲劳平行试块，参照GB/T 15824-2008《热作模具钢热疲劳试验方法》[13]，用高频感应加热，流动自来水冷却，进行1 000次25℃～600℃冷热循环，然后用80倍显微镜观察主裂纹和网状裂纹，根据标准进行评级，并记录热疲劳裂纹等级，依次表征试样的热疲劳性能。所述热疲劳裂纹等级为试样主裂纹级别与网状裂纹级别之和。

当终锻温度900℃不变时，采用不同始锻温度下4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样的室温磨损试验结果，如图1所示。从图1可以看出，始锻温度对试样磨损体积产生较为明显的影响，换言之，始锻温度对试样磨损性能影响较大。如果始锻温度偏低，试样磨损体积较大，磨损性能较差;适当地提高始锻温度，有助于减小磨损体积，提高试样磨损性能;但是，如果始锻温度过高，也不利于减小磨损体积，反而使得磨损体积有所增大，试样磨损性能非但没有提高反而出现下降。当始锻温度在1 050℃～1 150℃范围内变化时，始锻温度为1 050℃时试样磨损体积最大;始锻温度为1 125℃时，试样磨损体积最小，较1 050℃始锻时减小40.5%。图2是始锻温度分别为1 050℃和1 125℃时4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样室温磨损后的表面形貌。从图2可以看出，当始锻温度在1 050℃时，磨损试验后试样表面磨损较为严重，试样磨损性能较差;当始锻温度提高到1 125℃时，磨损试验后试样表面磨损现象较1 050℃始锻时明显减轻，试样磨损性能得到提高。这与试样磨损体积测试结果相一致。

当始锻温度保持在1 025℃不变时，采用不同终锻温度下4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样的室温磨损试验结果，如图3所示。从图3可以看出，终锻温度对试样磨损体积产生较为明显的影响，换言之，终锻温度对试样磨损性能影响较大。如果终锻温度偏低，试样磨损体积较大，磨损性能较差;适当地提高终锻温度，有助于减小磨损体积，提高试样磨损性能;但是，如果终锻温度过高，也不利于减小磨损体积，反而使得磨损体积有所增大，试样磨损性能非但没有提高反而出现下降。当终锻温度在850℃～925℃范围内变化时，终锻温度为850℃时试样磨损体积最大;终锻温度为900℃时，试样磨损体积最小，较850℃始锻时减小36.7%。由此可以看出，为了提高4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样的磨损性能，始锻温度优选为1 025℃、终锻温度优选为900℃。

当终锻温度保持在900℃不变时，采用不同始锻温度下4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样的热疲劳试验结果，如图4a) 所示。从图4a) 可以看出，始锻温度对试样热疲劳裂纹级别产生较为明显的影响，换言之，始锻温度对试样热疲劳性能影响较大。如果始锻温度偏低，试样热疲劳裂纹级别较大，热疲劳性能较差;适当地提高始锻温度，有助于减小热疲劳裂纹级别，提高试样磨损性能;但是，如果始锻温度过高，也不利于减小热疲劳裂纹级别，反而使得热疲劳裂纹级别有所增大，试样热疲劳性能非但没有提高反而出现下降。当始锻温度在1 050℃～1 150℃范围内变化时，始锻温度为1 050℃时试样热疲劳裂纹级别最大;始锻温度为1 125℃时，试样热疲劳裂纹级别最小，较1 050℃始锻时减小55.6%。

当始锻温度保持在1 025℃不变时，采用不同终锻温度下4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样的热疲劳试验结果，如图4b) 所示。从图4b) 可以看出，终锻温度对试样热疲劳裂纹级别产生较为明显的影响，换言之，终锻温度对试样热疲劳性能影响较大。如果终锻温度偏低，试样热疲劳裂纹级别较大，热疲劳性能较差;适当地提高终锻温度，有助于减小热疲劳裂纹级别，提高试样磨损性能;但是，如果终锻温度过高，也不利于减小热疲劳裂纹级别，反而使得热疲劳裂纹级别有所增大，试样热疲劳性能非但没有提高反而出现下降。当终锻温度在850℃～925℃范围内变化时，终锻温度为850℃时试样热疲劳裂纹级别最大;终锻温度为900℃时，试样热疲劳裂纹级别最小，较850℃终锻时减小50.0%。由此可以看出，为了提高4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样的热疲劳性能，始锻温度优选为1 025℃、终锻温度优选为900℃。

1) 当始锻温度在1 050℃～1 150℃、终锻温度在850℃～925℃范围内变化时，锻压温度对4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢的磨损性能和热疲劳性能产生明显影响。

2) 为了提高4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢的磨损性能和热疲劳性能，始锻温度优选为1 025℃、终锻温度优选为900℃。

3) 与始锻温度1 050℃相比，1 125℃始锻时4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢的磨损体积减小40.5%、热疲劳裂纹级别减小55.6%;与终锻温度850℃相比，900℃终锻时模具钢的磨损体积减小36.7%、热疲劳裂纹级别减小50.0%。