4CrNiMnMoVSCa模具钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用

4CrNiMnMoVSCa模具钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用
4CrNiMnMoVSCa钢属于预硬型易切削塑料模具钢。（来源：上海荔锋模具钢材有限公司）
⒈4CrNiMnMoVSCa钢的特性
⑴、4CrNiMnMoVSCa钢中加入Cr、Ni、Mn元素主要是提高钢的淬透性，兼有固溶强化基体组织和改善基体组织的回火稳定性的作用。
⑵、4CrNiMnMoVSCa钢中加入V元素主要是细化晶粒，保证钢有足够的强韧性。
⑶、4CrNiMnMoVSCa钢中加入Mo元素主要是消除钢的回火脆性，兼有细化晶粒、提高钢的淬透性以及提高钢的回火稳定性的作用。
⑷、4CrNiMnMoVSCa钢中加入S元素主要是形成硫化物，改善钢的切削加工工艺性能，保证加工央有较低的粗糙度。
⑸、4CrNiMnMoVSCa钢中加入Ca元素主要是改善硫化物的组织形态，使硫化物由条状改变为纺锤状，改善钢的力学性能，降低钢的各向异性。另外Ca元素对氧化物杂质（Al2O3*SiO2）起变质作用，细化氧化物杂质颗粒，降低刀具的磨损和降低切削面粗糙度。
⑹、4CrNiMnMoVSCa钢淬透性高，预硬处理后具有较高的强韧性，表面抛光性能优良，又适宜渗氮或渗硼处理。
⑺、4CrNiMnMoVSCa钢在制造模具前，先对钢时行预硬化处理，也即调质处理，使处理后的钢材硬度在36~45HRC范围内，然后再进行切削加工制造出模具，模具随后不再进行淬火处理，避免淬火变形对模具尺寸的影响。
⒉4CrNiMnMoVSCa钢主要化学成分
0.45%~0.50%C、0.80%~1.20%Mn、0.80%~1.20%Cr、0.80%~21.20%Ni、0.30%~0.60%Mo、0.15%~0.30%V、≤0.030%P、0.06%~0.15%S、0.002%~0.008%Ca。
⒊4CrNiMnMoVSCa钢的热处理工艺
4CrNiMnMoVSCa钢相变点为：Ac1695℃、Ac3735℃、Ar1305℃、Ar3378℃、Ms220℃。
4CrNiMnMoVSCa钢始锻温度1050~1100℃，终锻温度850℃，锻造后缓慢冷却。
4CrNiMnMoVSCa钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
完全等温退火 加热760~780℃，保温2h，660℃等温4h，炉冷至550℃以下出炉空冷 ≤230HBS 加热温度高于Ac3735℃线，获得珠光体+易切削相
淬火 加热840~900℃，保温，油冷 ≥55HRC 加热温度高于Ac3735℃线，Cr、Mn、S、Mo、Ni元素溶入奥氏体中，提高淬透性，改善回火稳定性。未溶的V元素的碳化物细化晶粒，改善强韧性与耐磨性
回火 加热600~650℃，保温2h，空冷 33~34HRC 获得回火索氏体+易切削相组织
⒋4CrNiMnMoVSCa钢的应用
4CrNiMnMoVSCa钢适宜制造各种类型的精密注塑模具、压塑模具和橡胶模具。
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