HD热作模具钢材料特性

模具钢材

4Cr3Mo2VNiNb的代号为HD,是高韧性热作模具钢，空冷硬化钢。是在UHBQR080钢的基础上我国自行研制的钢种，该钢不含钴，增加了质量分数为1%的镍和微量铌、硼，其高温强韧性、高温硬度、热稳定性、抗热疲劳性等均较好。该类模具的表层受热温度可达710℃。HD钢供应的局限性，限制了HD2新钢种的推广应用。在相同硬度下。HD钢比3Cr2W8V 钢的断裂韧度高50%，700℃高温时抗拉强度提高70%，冷热疲劳抗力和热磨损性能分别提高一倍和50%。

化学成分

C0.35%-0.45%、Si≤0.35%、Mn≤0.40%、Cr2.50%-3.00%、Mo1.80%-2.20%、Ni0.80%-1.20%、V1.00%-1.40%、Nb0.10%-0.25%、S≤0.30%、P≤0.30%

临界点温度：Ac1=770℃，Ms=320℃

热加工规范：加热温度1100-1150℃，开始温度1000-1050℃，终止温度≥850℃，锻后砂冷。退火规范：840-860℃×4h退火，炉冷至550℃后出炉空冷，退火硬度190-220HBW。

普通淬火、回火规范：淬火温度1130±10℃，油或空冷，回火温度590±10℃。

离子渗氮规范：540℃×3h离子渗氮，NH3流量为500L/h,炉压530-580MPa。化合物层厚度19um,扩散层深度0.252mm,表面硬度1050-1100HV。为了获得韧性渗氮层，采用加入氩气的办法稀释氨气，当NH3的体积分数为10%时可获得无白亮层的纯扩散层。

离子氮碳共渗规范

540℃×3h离子氮碳共渗，NH3：CH3COCH3=8：1，化合物层12um,扩散层0.192mm,表面硬度900-1000HV。

离子硫氮共渗规范：540℃×2.5h离子硫氮碳共渗，NH3+CH3COCH3+CS2混合液蒸汽流量控制在20:1左右为宜。硫化物层8.2um，化合物层1.82um.,扩散层0.21mm.

应用举例

该钢在热挤压冲头中的应用：大口径弹体毛胚热挤压的工作条件是温度高、压力大、冷热交替进行，作为热挤压冲头，其材料要求非常苛刻。代替了长期以来沿用的传统热作模具钢3Cr2W8V。

适合受热温度较高的黑色及非铁金属热挤压模具，使用寿命比3Cr2W8V钢高两倍以上。

适用于制作黑色和非铁金属的热挤压和精锻模具。

适用于700℃左右工作的各类热作模具

曲柄热镦锻模使用寿命4700-8900件，比3Cr2W8V钢锻模高2-3倍。

HD钢用于钢质药管热挤压凸模、铜合金管材挤压底模和穿孔针，以及热挤压轴承凸模和凹模、气门挤压低模等模具，使用寿命比3Cr2W8V钢长。

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