P20和40Crr
P20塑料模具鋼(也是預(yù)硬塑料模具鋼)
中國(guó)號(hào)：3Cr2Mo(3Cr2Mo是中國(guó)自主研制的塑料模具鋼)
美國(guó)號(hào)：P20
規(guī)范：AISI-p20 GS-2311 ASSAB-618
色彩測(cè)驗(yàn)：褐色和白色
P20鋼是一種模具焊料型號(hào)，P20早期出現(xiàn)，隨后P20H，P20Ni相繼出現(xiàn)。 P20鋼適用于制造塑料模具和壓鑄低熔點(diǎn)金屬的模具材料。 P20鋼適用于制造塑料模具和壓鑄低熔點(diǎn)金屬的模具材料。該鋼純度高，具有良好的可鉆性和鏡面磨削性能，制造精度高，永不變形，韌性高。。
特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域：熱作模具鋼，引進(jìn)美國(guó) P20中碳 Cr-Mo塑料模具鋼。模具材料適用于塑料模具和壓鑄低熔點(diǎn)金屬。這種鋼具有良好的可鉆性和鏡面磨削性能。
成分
C
Mn
Cr
Mo
S
0.38
1.30
1.85
0.40
0.008
P20特點(diǎn)
● 強(qiáng)度均勻，拋光性能好，光蝕刻花特性好，加工特性好。
● 純鋼制的真空脫氣精煉，適用于對(duì)塑料模具進(jìn)行拋光或蝕紋加工。
● 預(yù)硬件供應(yīng)，可直接用于模具制造，無需再熱處理，縮短工期。
● 采用鍛軋加工，機(jī)構(gòu)致密，100%超聲檢測(cè)，無氣孔，針孔缺陷。
操作方法
P20鋼已經(jīng)提前硬化到285?！?30HB(30～與瑞典618法國(guó)GS-2311相比，36HRC的情況非常嚴(yán)重，可以直接用于制模加工，并且具有尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，預(yù)硬鋼可以滿足一般使用要求，模具壽命可以達(dá)到50W模次。
這種鋼一般不適用于熱處理，但可以氮化處理。這種鋼的硬度差異也很大，由280HRC組成?！?00 似乎鋼廠的要求非常適合做一些中低價(jià)模具鑲件，因?yàn)橐呀?jīng)預(yù)硬解決了，機(jī)械鉆孔也不是太難。一些生產(chǎn)大量磨具的模具框架也使用這種鋼(一些客戶特別需要使用這種鋼作為模具框架)，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高于中碳鋼。與中碳鋼相比，變形也比較穩(wěn)定。
P20出廠強(qiáng)度
預(yù)硬29～33HRC
●熱處理標(biāo)準(zhǔn)及合金成分：
加硬解決： 為了使模具壽命達(dá)到80萬模次以上，可以采用預(yù)硬鋼淬火加低溫回火的加硬方法完成。淬火時(shí)先往500～600℃加熱2～在850之后，4小時(shí)～880℃保溫一定時(shí)間(至少2小時(shí))，放入油中冷卻至50℃?！?00℃冒油空冷，淬火后硬度可達(dá)500℃～為了避免干裂，52HRC應(yīng)立即進(jìn)行200℃低溫回火解決，淬火后，強(qiáng)度可保持在48HRC以上。
氮化處理
高韌性表面機(jī)構(gòu)可通過氮化處理獲得，氮化后表面強(qiáng)度達(dá)到650?！?00HV
(57～60HRC)模具的使用壽命可達(dá)100萬次以上，氮化層具有機(jī)構(gòu)致密、光潔的特點(diǎn)，模具的出模性能和抗?jié)窨諝饧皦A液的腐蝕性能可提高。
物理性能：
園區(qū)鋼球化退火至強(qiáng)度≤235HB
40Cr
材料名稱：合金調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼(中碳調(diào)質(zhì)鋼)
號(hào)：40Cr
規(guī)范：GB/T 3077-1988
成分
C
Si
Mn
Cr
Ni
P
S
Cu
0.37～0.45
0.17～0.37
0.50～0.80
0.80～1.10
≤0.030
≤0.035
≤0.035
≤0.030
物理性能
抗壓強(qiáng)度 σb (MPa)：≥980(100)
抗拉強(qiáng)度 σs (MPa)：≥785(80)
延伸率 δ5 (%)：≥9
斷面收縮率 ψ (%)：≥45
沖擊功 Akv (J)：≥47
斷裂韌性值 αkv (J/cm2)：≥59(6)
強(qiáng)度 ：≤207HB
試樣規(guī)格：試樣毛胚的尺寸為25毫米
工藝性能
密度：7.82g/cm2
彈性模具和切變模量
彈性模具E(20℃)
/MPa
200000～211700
G(20℃)切換模量
80800
40Cr鋼線(膨脹)膨脹指數(shù)
溫度/℃
20～200
20～300
20～400
20～500
20～600
20～700
備注
線(膨脹)膨脹指數(shù)/-1C
(11.9～12.0) ×10-6
(13.3～13.4)×10-6
(14.3～14.4)×10-6
(15.0～15.1)×10-6
(15.3～15.4)×10-6
(15.4～15.5)×10-6
1
2
1 鋼材成分(%)：0.37C，0.30Si,0.66Mn,0.95Cr,0.18Ni,0.016P,0.028;
2 鋼材成分(%)：0.42C,0.29Si,0.69Mn,0.87Cr,0.14Ni,0.010P,0.013S。
熱導(dǎo)率為40Cr鋼
溫度/℃
100
200
300
400
500
600
熱導(dǎo)率λ/W·（m·K）-1
32.6
30.9
29.3
28.0
26.7
25.5
40Cr鋼的熱處理工藝
項(xiàng)目
退火
正火
高溫回火
淬火
回火
氰化
回火
溫度/℃
825～845
850～880
680～700
830～860
400～600
830～850
140～200
制冷
爐內(nèi)
氣體
爐子冷卻到600℃
油
油或水
立即油淬
氣體
硬度（HB）
≤207
≤250
≤207
按必須
HRC≥48
HRC5240Cr表面淬火硬度為～60，火焰淬火可以達(dá)到HRC48～55。
氮化處理
40Cr是一種可氮化鋼，它含有有利于氮化的元素。
氮化處理
40Cr是一種可氮化鋼，含有有利于氮化的元素。40Cr經(jīng)氮化處理后可獲得較高的表面硬度，40Cr調(diào)質(zhì)后氮化處理強(qiáng)度高，可達(dá)到HRA72～78，即HRC43～55。
特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域：
它是一種常見的合金調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。與40號(hào)鋼相比，抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和淬透性較高，但焊接性有限，有裂紋趨勢(shì)。用于交變負(fù)載下工作的零件、中轉(zhuǎn)速和中等負(fù)載的零件等更重要的調(diào)質(zhì)零件。在感應(yīng)淬火之后，可以作為齒輪、套筒、軸、曲軸、銷子等具有較高耐磨性和抗沖擊性的零件。
40Cr可加工性好，價(jià)格低，熱處理后強(qiáng)度韌性高，但淬透性弱，用于生產(chǎn)批量小、磨具截面小、尺寸精度和外觀粗糙度要求低的塑料成型模具或模架，也可生產(chǎn)小型復(fù)雜的注塑模具。
在200℃范圍內(nèi)，塑料模具鋼具有足夠的強(qiáng)度韌性，并且具有較高的耐磨性和耐蝕性。
經(jīng)淡化處理后，P20的強(qiáng)度可以達(dá)到：57～60HRC
經(jīng)淡化處理后，40Cr的強(qiáng)度可以達(dá)到：HRC43～55
40Cr鋼的工藝路線如下：開料→煅造模坯→淬火→機(jī)械初加工→調(diào)質(zhì)→機(jī)械精加工→修復(fù)、拋光→安裝。
對(duì)于直接用圓棒加工的3Cr2Mo(P20)鋼，由于供應(yīng)條件已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)硬化處理，可以直接加工成型后拋光安裝。對(duì)于需要改鍛成胚料后再加工成型的，其工藝路線如下：→改鍛→球化退火→刨或銑六面→預(yù)硬解決(34～42HRC)→機(jī)械初加工→去應(yīng)力退火→機(jī)械精加工→拋光→安裝。
