3Cr2Mo模具钢
材料特性3Cr2Mo模具钢是引进的美国塑料模具钢常用钢号，也是GB 1299-85《合金工具钢技术条件》中正式纳入标准的唯一一种塑料模具钢。
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。[1]
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。
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]
状态供货
塑料模具用扁钢 YB/T 094-1997 规定:扁钢宽度 170 ~410mm, 厚度 25~105mm。可在 29. 5 ~35HRC 硬度条件下供货。预硬态, 硬度≤28HRC; 退火态, 硬度≤22HRC
3化学成分
C | Si | Mn | Cr | Mo | P,S |
0.28-0.40 | 0.20-0.80 | 0.60-1.00 | 1.40-2.00 | 0.30-0.55 | ≤0.030 |
参考牌号
中国 GB 标准牌号 3Cr2Mo、中国 YB 标准牌号 SM3Cr2Mo、德国 DIN 标准材料编号1.2311、瑞典一胜百(ASSAB) 标准牌号 618、美国AISI/ASTM标准牌号 P20、美国UNS标准牌号 T51620、国际标准化组织 (lSO) 标准牌号 35CrMo2
工艺性能
锻造。加热温度1100-1150℃，始锻温度1050-1100℃，终锻温度≥850℃，锻后空冷。
退火。加热温度850℃，保温2-4h,等温温度720℃，保温4-6h,炉冷至500℃，出炉空冷。
淬火及回火。淬火加热温度860-870℃，油淬，540-580℃回火。预硬态硬度为30-35HRC。
化学热处理。3Cr2Mo模具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。
力学性能
850℃淬火，550℃回火的3Cr2Mo模具钢室温力学性能如下表
硬度HRC | σb (MPa) | σ0.2(MPa) | δ5(%) | ψ(%) | αk(J/ cm2) |
30 | 1250 | 1140 | 14 | 58 | 11.5 |
物理性能
1) 密度: 7.31g/cm。
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 ×10K/12.20 ×10K/12. 50×10K/12. 81 ×10K/13.11 ×10K/13.41×10K/13.71×10K
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)]
工艺规范
热加工规范
钢锭: 加热温度 1180 ~1200°C, 开始温度 1130~1150°C, 终止温度≥850°C, 坑冷。
钢坯: 加热温度1120~1160°C, 开始温度 1070~1110°C, 终止温度≥850°C, 砂冷或缓冷。
等温退火规范退火温度(850±10)°C, 保温2h, 随炉降温至(720±10)℃, 保温4h, 炉冷至500°C以下, 出炉空冷, 硬度≤229HBW。
高温回火规范回火温度 (730 ±10)°C , 保温2h, 炉冷全≤500°C, 出炉空冷。
淬火、回火规范淬火温度850 ~880℃ , 油冷, 硬度50 ~52HRC; 回火温度 580 ~640°C , 出炉空冷,硬度 28 ~36HRC
预硬化处理规范加热温度 860 ~900°C , 油冷, 回火温度 570 ~70O°C , 空冷, 回火硬度 28~35HRC。
实际应用
3Cr2Mo模具钢适于制造生产电视机、大型收录机的外壳及洗衣机面板盖等的大型塑料模具，其切削加工性能及抛光性能均显著优于45钢，在相同抛光条件下，3Cr2Mo模具钢表面粗糙度比45钢低1-3级。
典型应用举例如下
1) 代替传统的45钢, 可用于制作大型注塑模具或挤压成型模。
2) 该钢适宜制作电视机、大型收录机的外壳及洗衣机面板盖等大型塑料模具. 其可加工性及抛光性均显著优于 45 钢, 在相同抛光条件下, 表面粗糙度比45钢低1 ~3级。
如制作的“飞跃”牌14寸黑白电视机外壳塑模具, 已成型24万模次, 模具仍完好无损.还制作过18寸彩色电视机外壳塑料模具, 大型收录机模具, 电唱机盘罩模具,以及洗衣机面板盖模具等。
3) 适用于压塑模具。
4) 适用于耐蚀性、高精度模具
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