3Cr2Mo是国际上较广泛应用的塑料模具钢，其综合力学性能好，淬透性高，可以使较大截面的钢材获得教较均匀的硬度，并具有很好的抛光性能，模具表面光洁度高。用该钢制造模具时，一般先进行调质处理，硬度为HRC28～35（即预硬化），再经冷加工制造成模具后，可直接使用。这样，即保证模具的使用性能，又避免热处理引起模具的变形。因此，该钢种宜于制造大。中型的和精密的塑料模具以及低熔点锡，锌 ，铅合金用的压铸模等。
1概述简介
国产模具钢：3Cr2Mo（P20）
使用标准：GB/T 1299-1985
热作模具钢，是引进美国的 P20中碳 Cr-Mo系塑料模具钢。适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料。此钢具有良好的可切削性及镜面研磨性能。P20已预先硬化处理至285-330HB（30-36HRC），与瑞典618德国GS-2311状态相当，可直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材才可满足一般用途需求，模具寿命可达50W模次。
化学成份3C r2Mo钢的化学成分（GB/T1299-2000）w/%[1]
C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni |
0.28-0.4 | 0.2-0.8 | 0.6-1 | ≤0.03 | ≤0.03 | 1.4-2 | 0.3-0.55 | 0.85-1.15 |
● 真空脱气精炼处理钢质纯净，适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。
● 预硬状态供货，无需在热处理可直接用于模具加工，缩短工期。
● 经锻轧制加工，组织致密，100%超声波检验，无气孔，针眼缺陷。
主要用途● 热塑性塑胶注塑模具，挤压模
具。
● 热塑性塑料吹塑模具。
● 重载模具主要部件。
● 冷结构制件。
● 常用于制造电视机壳，洗衣机，冰箱内壳，水桶等。
材料特性3Cr2Mo钢是一种通用型预硬化塑料模具钢, 是目前各国应用较广泛的一种塑料模具钢。由美国AISI的P20转化过来的预硬性塑料模具钢, 并已纳入国标。经调质处理后可以进行机械加工。具有良好的可加工性和镜面研磨抛光性能, 机械加工成形后, 型腔变形及尺寸变化小, 经热处理后可提高表面硬度和模具使用寿命。
该钢具有较好的淬透性及一定的韧性, 可以进行渗碳, 渗碳淬火后表面硬度可达65HRC, 具有较高的热硬度及耐磨性。因供货状态已进行了预硬化处理, 可直接加工成形后抛光、装配。[1]
该钢经渗碳、渗氮、氮碳共渗或离子渗氮后再抛光, 表面粗糙度可以降到0.03μm左右, 模具表面光亮度可进一步提高, 而且模具使用寿命大大提高。
对于要改锻成坯料后再加工成形的模具, 其工艺路线为:下料叶改锻→球化退火→刨或铣六面→预硬处理 (34~42HRC) →机械粗加工→去应力退火→机械精加工→抛光→装配。[2]
1) 密度: 7.31g/cm3。
2) 线胀系数：温度 18 ~100℃/18 ~200°C/18 ~300°C/18 ~400°C/18 ~500°C/18 ~600℃/18 ~700℃, 线胀系数 11.9 ×10-6K-1/12.20 ×10-6K-1/12. 50×10-6K-1/12. 81 ×10-6K-1/13.11 ×10-6K-1/13.41×10-6K-1/13.71×10-6K-1
3) 弹性模量: (20°C) 212000MPa, 切变模量 (室温) 为825000MPa, 泊桑比0.288
4) 热导率: 温度20℃/100℃/200°C/300°C/400°C,热导率36.0 [W/ (m·K)] /33.4[W/ (m·K)]/31.4[W/ (m·K)]/30.1[W/ (m·K)]/29.3[W/ (m·K)] [3]
为提高模具寿命达到80万模次以上，可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。淬火时先在500-600℃预热2-4小时，然后在850-880℃保温一定时间（至少2小时），放入油中冷却至50-100℃出油空冷，淬火后硬度可达50-52HRC，为防止开裂应立即进行200℃低温回火处理，回火后，硬度可保持48HRC以上
氮化处理氮化处理可得到高硬度表层组织，氮化后的表层硬度达到650-700HV
（57-60HRC）模具寿命可达到100万次以上，氮化层具有组织致密，光滑特点，模具的脱模性及抗湿空气及碱液腐蚀性能提高。
淬火
3C r2Mo钢推荐的淬火曲线示于表4-4-6．与淬火有关曲线示于图4-4-3～图4-4-6
表4-4-6 3C r2Mo钢推荐的淬火规范
淬火加热温度/℃ | 冷却方式 |
850～880 |
回火
3C r2Mo钢的回火有关曲线示于图4-4-7和图4-4-8，推荐的回火规范示于表4-4-7．
表4-4-7 3C r2Mo钢推荐的回火规范
回火温度/℃ | 冷却方式 |
580～640 | 空冷 |
中国（GB) | 美国（AISI/ASTN) | 德国（DIN | 日本（JIS） | 瑞典（ASAN） | 奥地 |
3Cr2Mo | P20 | 1.2311 | PDS-3 | 618 | M202 |