（1）材料的特性
5Cr4Mo3SiMnVAl简称012Al，是基体钢类型的冷热两用型模具钢。作为冷作模具钢，具有较高的强韧性，良好的耐热性和冷热疲劳性，淬透性和淬硬性均较好。它与碳素工具钢、低合金工具钢以及Cr12型钢相比，具有较高的韧性；作为热作模具钢，它与3Cr2W8V钢相比，具有较高的温度强度和较优良的热疲劳性能。这种钢用于标准件行业的冷镦模和轴承行业的热挤压模，使用寿命比原钢种有较大的提高。
012Al钢经淬火回火后再经离子硫氮碳共渗处理，其耐磨性和抗咬合性能最好。
（2）供货状态
退火态，硬度255HBW，压痕直径≥3.8mm。
（3）化学成分
根据标准GB/T 1299—2000，该钢的化学成分（质量分数）：C0.47%～0.57%、Cr3.80%～4.30%、Mo2.80%～3.40%、V0.80%～1.20%、Si0.80%～1.10%、Mn0.80%～1.10%、Al0.30%～0.70%。
（4）物理性能
1）临界点温度（近似值）Ac1=837℃、Ac3=902℃、Ms=277℃，凝固点=1460℃。
2）弹性模量（20℃）：210700MPa。
3）线胀系数温度：20～200℃/20～300℃/20～400℃/20～500℃/20～600℃/20～700℃，线胀系数11.02×10-6K-1/11.21×10-6K-1/12.38×10-6K-1/13.00×10-6K-1/12.43×10-6K-1/12.21×10-6K-1。
（5）热加工规范
加热温度1100～1140℃，开始温度1050～1080℃，终止温度≥850℃，热加工后缓冷（砂或坑冷）。
（6）等温退火规范
以≤50℃/h的速度随炉缓慢升温，加热至（860±10）℃，保温4h，炉冷至710～720℃，保温6h，再炉冷至500～600℃，出炉空冷。
（7）淬火、回火规范
淬火温度1090～1120℃，油冷，回火温度580～620℃。
（8）切边模真空淬火
切边模真空热处理工艺如图16所示。
图16 切边模真空热处理工艺
经真空热处理后，硬度高、韧性好。
（9）热作模具淬火、回火规范
淬火温度（1100±10）℃，保温时间30s/mm，油冷，回火温度（590±10）℃，回火两次，硬度52～54HRC。
（10）用于热变形模具
淬火温度（1100±10）℃，保温时间30s/mm，油冷，回火温度560℃/610℃，硬度60～62HRC/52～54HRC。
（11）淬火+深冷处理+回火
1100℃淬火，先经100℃热水煮0.5h，-196℃×2h深冷处理，再在20℃水中处理。560℃×2h×2次回火。
（12）硫氮碳共渗处理规范
共渗温度（540±10）℃，保温1h，NH3量400L/h，到温后以20L/h的速度加CS2+C2H5OH混合液蒸汽。
硫氮碳共渗处理后具有良好的耐磨和抗咬合性能。
（13）气体渗氮和气体氮碳共渗规范
1）技术要求：硬度＞900HV，渗层深度0.03～0.05mm，渗氮温度540℃，气体比例：氨气30%，载气（RX气）70%，氨分解率30%～40%，保温时间3h。用于冷挤模、冲裁模、冷镦模。
2）技术要求：硬度＞1000HV，渗层深度0.05～0.07mm，渗氮温度540℃，气体比例：氨气40%，载气（RX气）50%，氨分解率30%～40%，保温时间5h。用于拉深模、弯曲模。
（14）典型应用举例
1）用于冷挤模、冲裁模、冷镦模、拉深模、弯曲模等冷作模具。
2）适用于制作冲孔凹模。
3）比较适于制作要求一定强韧性的冷镦冷冲模具。(www.xing528.com)
4）用于冷挤模具或模具的冷挤成形。
5）用于槽用螺栓热锻模、热挤压冲头等。
6）可以代替3Cr2W8V、Cr12MoV钢使用。
7）012Al钢切边模真空淬火后，每副模具由原来的切10件，提高到507件，使用寿命提高50多倍。
8）通过对该钢进行氮碳共渗，并在切边模上试验，模具使用寿命是原工艺生产工件的2倍。
9）012Al钢冷镦模经1120℃加热淬火，560℃×2h×2次回火，硬度60～63HRC，使用寿命较60Si2Mn钢有显著提高。
10）经淬火+深冷处理+回火的012Al钢M24切边模使用寿命从8000件提高到80000件。
11）可用于气门热精锻模具。
12）用于制作热挤压模、精锻模、非铁金属压铸模等，有良好的使用效果。
图16 切边模真空热处理工艺
经真空热处理后，硬度高、韧性好。
（9）热作模具淬火、回火规范
淬火温度（1100±10）℃，保温时间30s/mm，油冷，回火温度（590±10）℃，回火两次，硬度52～54HRC。
（10）用于热变形模具
淬火温度（1100±10）℃，保温时间30s/mm，油冷，回火温度560℃/610℃，硬度60～62HRC/52～54HRC。
（11）淬火+深冷处理+回火
1100℃淬火，先经100℃热水煮0.5h，-196℃×2h深冷处理，再在20℃水中处理。560℃×2h×2次回火。
（12）硫氮碳共渗处理规范
共渗温度（540±10）℃，保温1h，NH3量400L/h，到温后以20L/h的速度加CS2+C2H5OH混合液蒸汽。
硫氮碳共渗处理后具有良好的耐磨和抗咬合性能。
（13）气体渗氮和气体氮碳共渗规范
1）技术要求：硬度＞900HV，渗层深度0.03～0.05mm，渗氮温度540℃，气体比例：氨气30%，载气（RX气）70%，氨分解率30%～40%，保温时间3h。用于冷挤模、冲裁模、冷镦模。
2）技术要求：硬度＞1000HV，渗层深度0.05～0.07mm，渗氮温度540℃，气体比例：氨气40%，载气（RX气）50%，氨分解率30%～40%，保温时间5h。用于拉深模、弯曲模。
（14）典型应用举例
1）用于冷挤模、冲裁模、冷镦模、拉深模、弯曲模等冷作模具。
2）适用于制作冲孔凹模。
3）比较适于制作要求一定强韧性的冷镦冷冲模具。
4）用于冷挤模具或模具的冷挤成形。
5）用于槽用螺栓热锻模、热挤压冲头等。
6）可以代替3Cr2W8V、Cr12MoV钢使用。
7）012Al钢切边模真空淬火后，每副模具由原来的切10件，提高到507件，使用寿命提高50多倍。
8）通过对该钢进行氮碳共渗，并在切边模上试验，模具使用寿命是原工艺生产工件的2倍。
9）012Al钢冷镦模经1120℃加热淬火，560℃×2h×2次回火，硬度60～63HRC，使用寿命较60Si2Mn钢有显著提高。
10）经淬火+深冷处理+回火的012Al钢M24切边模使用寿命从8000件提高到80000件。
11）可用于气门热精锻模具。
12）用于制作热挤压模、精锻模、非铁金属压铸模等，有良好的使用效果。
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