5CrNiMnMoVSCa(缩写5NiSCa)是含S、Ca复合型易切削预硬化型塑料模具钢。该钢经淬火回火(预硬化处理)后硬度在35-45HRC时,具有较好的可加工性。因此通常以预硬化状态供应,即保证了模具的使用性能,又避免模具在制造过程中因热处理而带来麻烦,可以缩短生产周期和降低成本。该钢淬透性高,强韧性和镜面抛光性好,有良好的渗氮工艺性,渗氮后基体性能变化不大,但表面耐磨性大大提高,耐蚀性也有所改善。该钢尚未纳标,国外也未见有同类型钢号。国内另有一类似的试验钢号5CrNiMnMoVS,代号SM1,化学成分上的主要差别焉提高了C、Cr、Ni、Mii的含量,化学成分(质量分数,%)C0.55-0.70,Mn1.00-1.50,Cr1.00-1.50,Ni1.20-2.00,Mo≤1.00,V≤1.00,Si<0.40,P≤0.030,S≤0.20。Ni可增加韧度,Mn可与S配合,形成易切削相MnS。单纯S易切削钢,有各向异性的缺点,横向性能与向性能差异较大,不及S、Ca复合型的易切削钢。
另有一种低碳的同类型钢号4CrNiMnMoVSCa(缩写4NiSCa),没有被推广。
5CrNiMnMoVSCa或SM1已在家电、电脑行业的塑料制品中应用。
1.化学成分
钢号 | C | Cr | Ni | Mn | Mo | V | S | Ca |
5CrNiMnMoVSCa | 0.50~0.60 | 0.80~1.20 | 0.80~1.20 | 0.80~1.20 | 0.30~0.60 | 0.15~0.30 | 0.062-0.150 | 0.002-0.008 |
SM1 | 0.55~0.70 | 1.0~1.5 | 1.20~2.00 | 1.00-1.50 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0.20 | — |
注:成分均指质量分数(%)。
2.物理性能
表4-25临界温度
钢号 | 临界点 | Ac1 | Ac3 | Ms |
5CrNiMnMoVSCa | 温度(近似值)/℃ | 695 | 735 | 220 |
SM1 | 712-772 | — | 290 |
表4-26线膨胀系数
钢号 | 温度/℃ | C~100 | 100-200 | 200-300 |
5CrNiMnMoVSCa | 线膨胀系数 | 12.9 | 13.1 | 14.7 |
SM1 | a/X10-6oC | — | 13.3 | 13.9 |
SM1密度g/cm3:7.820。
弹性模量凡Mpa:21440。
热导率W/(m*K)(400-600℃):26.38。
3.热加工
4.热处理
(1)预先热处理
(见图4-24、图4-25和表4-28)
图4-24 锻造后退火工艺
图4-25 5CrNiMnMoVSCa钢的锻后等温退火工艺
表4-28 碳化物相分析
(2)淬火
(见图4-26、图4-27和表4-29-表4-35)
图4-26 5CrNiMnMoVSCa奥氏体等温转变图
(原始状态:退火;奥氏体化:880t:,10min;晶粒度11级)
图4-27 5CrNiMnMoVSCa奥氏体连续冷却转变图
(状态同图4-26)
表4-29 不同淬火温度下加热系数对硬度(HRC)的影响(盐浴炉加热)
表4-30 淬透性试验(模p)结果
表4-31 淬火温度对钢晶粒度的影响
表4-32 淬火温度对钢淬火变形的影响
表4-33 热处理工艺对硬度(HRC)的影响
表4-34 淬火、回火温度对钢的强度塑性及韧性的影响
表4-35 淬火规范
(3)回火
(见表4-36-表4-41)
表4-36回火温度对钢强度、塑性及韧度的影响(淬火温度880℃)
表4-37钢的车削性能试验
表4-38钢的铣削性能试验
表4-39钢的刨削性能试验
表4-40钢的模钳加工性试验
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