采用3375Cr2钢解决锻模使用寿命低的问题

（1）材料的特性

5Cr2钢为德国标准牌号，5Cr2NiMoVSi简称5Cr2，是大截面压力机锻模钢和高淬透性锻模用钢。由于5CrNiMo钢和5CrMnMo钢合金元素含量较低，淬透性较差，热稳定性也不高，并且钢中不含钒，晶粒容易粗大，模具的使用寿命低。为了适应大截面锻锤和锻造压力机的要求，需要较高淬透性和耐回火性的锻模钢。

与5CrNiMo和5CrMnMo相比，该钢的高温强度提高64%，热稳定性表现在可提高工作温度150～170℃。对于500mm×500mm裁面的锻模其心部硬度较5CrNiMo钢高出13HRC，可使模具使用寿命提高一倍左右。

在温度≤500℃时，该钢的高温强度与5CrNiMo钢相近，而当温度≥600℃时，该钢的高温强度却比5CrNiMo钢高出一倍以上。可采用碱性平炉加真空喷射冶金精练法熔炼此钢。

该钢还具有二次硬化能力，其高温强度较5CrNiMo钢高50%，热稳定性高出100～150℃，冲击韧度则相当。另外，钢的热磨损性、热疲劳性及抗热裂纹扩展的能力也强于5CrNiMo钢。

（2）供货状态

退火态。

（3）化学成分

根据标准Q/PD 607—1999，该钢的化学成分（质量分数）：C0.46%～0.53%、Si0.60%～0.90%、Mn0.40%～0.60%、S≤0.015%、P≤0.02%、Cr1.54%～2.00%、Mo0.80%～1.20%、Ni0.80%～1.20%、V0.30%～0.50%。

（4）临界点温度（近似值）

Ac₁=750℃、Ac₃=874℃、Ar₁=625℃、Ar₃=751℃、Ms=243℃，在440℃以下发生贝氏体转变。

（5）热加工规范

加热温度1150～1200℃，开始温度1150℃，终止温度850℃，热加工后堆冷。

（6）等温退火规范

（800±10）℃×2h加热，（710±10）℃×4h等温，以≤50℃/h的冷却速度冷至450℃出炉空冷。硬度220～230HBW。

（7）淬火、回火规范

1）淬火温度940～970℃，油冷，回火温度500～650℃。

2）淬火温度970～990℃，回火温度650～680℃，硬度36～44HRC。(www.xing528.com)

3）淬火温度960～1010℃，组织为板条马氏体+孪晶马氏体及少量残留奥氏体，硬度54～61HRC；回火温度600～680℃，硬度35～48HRC。

（8）3～5t镶块模及630t热锻模热处理工艺

（650±10）℃×1.5h预热，980～990℃×2～3h加热，出炉预冷到970℃左右油淬，冷至180℃左右出油，转入回火炉，300℃×1h预热，600℃×4～5h回火后空冷。

（9）典型应用举例

1）该钢可用于制作各种压力机用模具，其使用寿命比5CrMnMo钢、55NiCrMoV6钢高0.5～1.5倍。

2）主要用于制作各类压力机模具和3t锤锻模，平均使用寿命比5CrNiMo钢高0.5～1倍。

3）制作汽车前梁模，使用设备为12000t机械压力机，5CrNiMo锻模平均使用寿命5000件；钢模具8500件。

4）用于制造汽车后桥圆柱齿轮，使用设备为630t磨擦压力机，5CrNiMo钢制模具使用寿命800～900件，而该钢模具使用寿命可达2000～2250件。

5）锤锻模具及大截面压力机模具用。

6）对韧性要求高而热硬性要求不太高的热锻模。

7）5Cr2NiMoVSi钢叶片模使用寿命为1000～1650件，而5CrNiMo钢模具使用寿命仅为500～1000件，该钢使用寿命高出0.65～1倍。

8）该钢替代5CrNiMo钢和5CrMnMo钢制作大截面锻锤和锻造压力机热作模具。

9）该钢用于12000t以下机械压力机模具及16t以下模锻模具，模具的使用寿命是5CrNiMo钢制作的同种模具使用寿命的数倍。

10）采用该钢可解决锤锻模具及大截面压力机模具用5CrNiMo钢、5CrMnMo钢模具型腔表面易于发生热磨损、热机械疲劳，以及模具使用寿命普遍较低的问题。

11）东风EQ140型汽车前轴锻模的尺寸为1825mm×395mm×300mm，热处理后的硬度要求为37～41HRC。锻模在工作中所受的冲击力较小，但与锻件接触的时间长。模具表面的工作温度较高。因此要求模具有高的高温强度、耐磨性、耐回火性及耐热疲劳性。

原前轴模在采用5CrNiMo钢制作时，由于热稳定性及强度低，不能满足压力机模具对性能的要求，使用中常因热磨损和热裂严重而失效，使用寿命一般为5500～6000件。在改用5Cr2NiMoVSi钢制作后，使用寿命显著提高，达到了9000件左右，比5CrNiMo钢提高了50%左右，效果比较明显。