4Cr3Mo2W4VTiNb热作模具钢全面介绍

一、化学成分

4Cr3Mo2W4VTiNb热作模具钢的化学成分如下：

元素

含量范围（质量分数，%）

碳（C）

0.37～0.47

硅（Si）

≤0.50

锰（Mn）

≤0.50

铬（Cr）

2.50～3.50

钼（Mo）

2.00～3.00

钨（W）

3.50～4.50

钒（V）

1.00～1.40

钛（Ti）

0.10～0.20

铌（Nb）

0.10～0.20

这些成分赋予了该材料优异的高温强度、耐磨性和抗冷热疲劳性能。

二、供应形式

4Cr3Mo2W4VTiNb热作模具钢的供应形式多样，能够满足不同制造工艺和应用场景的需求：

  1. 钢材线材：适用于需要精细加工的模具部件。
  2. 锻件：通过锻造工艺获得，具有更好的内部组织和机械性能。
  3. 板材：用于制造大型模具或需要平面加工的部件。
  4. 圆钢：适用于制造各种形状复杂的模具部件。
  5. 扁钢：用于特定形状的模具加工。

三、热处理工艺

4Cr3Mo2W4VTiNb钢的热处理工艺对其性能至关重要，典型的热处理工艺包括：

  1. 退火
  • 退火规范：850℃保温3~4小时，炉冷至720~730℃，保温3~4小时，炉冷到温度≤550℃，出炉空冷。
  • 等温退火规范：850℃保温2~3小时，随炉冷却，720℃保温4~6小时，再缓冷至温度600℃，出炉空冷，退火后硬度170～220HBS。
  1. 淬火
  • 模具淬火温度：1150～1200℃，油冷淬火。
  1. 回火
  • 第一次回火温度：600℃，保温时间1～2小时，空冷。
  • 第二次回火温度：580℃，保温时间1～2小时，空冷。
  • 对于形状复杂的模具，可进行三次回火。

四、机械性能

4Cr3Mo2W4VTiNb热作模具钢具有优异的机械性能，具体如下：

  • 硬度：淬火后硬度可达58～62HRC。
  • 抗拉强度：≥1600 MPa。
  • 屈服强度：≥1400 MPa。
  • 伸长率：≥10%。
  • 断面收缩率：≥30%。

这些性能指标表明该材料在高温和高负荷条件下具有良好的力学性能，能够承受较大的机械应力和热应力。

五、物理性能

4Cr3Mo2W4VTiNb钢的物理性能主要体现在其高温稳定性：

  • 热膨胀系数：较低，适合高温环境。
  • 导热性：适中，能够有效传导热量。
  • 抗氧化性：在高温环境下表现出良好的抗氧化性能。

六、应用领域

4Cr3Mo2W4VTiNb热作模具钢广泛应用于以下领域：

  1. 热锻模具：如齿轮高速锻模、精密锻模、轴承套圈热挤压模、自行车零件及螺母热镦锻模。
  2. 压铸模具：适用于高温高压下的金属压铸工艺，能够提供出色的耐热性能和耐磨损性能。
  3. 热挤压模具：用于制造热挤压模具，能够承受高温和高压的工作环境。

七、材料优势

4Cr3Mo2W4VTiNb热作模具钢具有以下优势：

  1. 高温强度高：在高温环境下保持较高的强度和硬度。
  2. 抗冷热疲劳性能好：适合承受温度的快速变化。
  3. 淬透性好：能够保证模具整体组织和性能的均匀性。
  4. 耐磨性高：适合用于高温、高压、磨损和热疲劳等恶劣条件下服役的模具。
  5. 热稳定性优异：在高温环境下能够保持良好的性能。

总结

4Cr3Mo2W4VTiNb热作模具钢是一种高性能的热作模具钢，具有优异的高温强度、耐磨性和抗冷热疲劳性能。其广泛应用于热锻模具、压铸模具和热挤压模具等领域，能够满足高温、高压和高磨损环境下的使用需求。通过合理的热处理工艺，该材料能够进一步优化其机械性能和物理性能，为模具制造提供了可靠的材料选择。