优化Cr2钢材料特性，冷作模具钢的切削性能与加工优势

（1）材料的特性

8Cr2MnWMoVS钢简称8Cr2钢，该钢是一种易切削精密冷作和塑料模具兼用的新型模具钢，由华中理工大学研制。该钢采用了高碳少量多元合金化，淬透性好，空冷淬硬直径在ϕ100mm以上，空淬硬度为61.5～62HRC，热处理变形小。合金含量低，经济性良好；提高硫含量以改善可加工性。易切削预硬化高碳钢（精密、镜面抛光）。

在《冲模用钢及其热处理技术条件》（JB/T 6058）标准中推荐了该牌号。

该钢易切削，调质态（40～42HRC）其可加工性相当于T10A退火（硬度200HBW）的加工性能；综合力学性能、耐磨性及镜面抛光性能好，可研磨抛光到R_a0.025μm，光刻侵蚀性能好。

该钢种制作的模具配合精度较其他合金工具钢高1～2个数量级，表面粗糙度低1～2级，使用寿命普遍高2～3倍，有的高十几倍。经860～900℃淬火、160～300℃回火时，轴向总变形率＜0.09%，径向总变形率＜0.15%。

退火硬度为207～239HBW，切削加工时，可比一般工具钢缩短加工工时1/3以上。硬度为40～45HRC时，用高速钢或硬质合金刀具进行机械加工，相当于碳钢调质态，硬度为30HRC左右的可加工性，远优于Cr12MoV钢退火态硬度为240HBW时的可加工性。

镜面研磨抛光性好：采用相同的研磨加工，其表面粗糙度比一般合金工具钢低1～2级，最低表面粗糙度为0.1μm。表面渗氮性能良好，一般渗氮层深达0.2～0.3mm，渗硼附着力强。该钢的抛光性能也好于碳素工具钢。

预硬态硬度为40～48HRC的模坯，其力学性能与碳素钢调质到30HRC时的力学性能相近，可采用高速钢或硬质合金刀具进行加工。

对于特别复杂的模具，可将模坯回火到硬度为40～43HRC，再进行机械加工。精度要求较高的模具毛坯，870℃空冷淬火、650℃回火，硬度为30～34HRC，易于进行机械加工。

（2）化学成分

该钢化学成分（质量分数）：C0.40%～0.50%、Si1.20%～1.60%、Mn≤0.40%、Cr1.30%～1.60%、V0.10%～0.25%。

（3）临界点温度（近似值）

Ac₁=770℃、Ac_cm=820℃、Ar₁=660℃、Ar_cm=710℃、Ms=170℃。

（4）热加工性能

加热温度1100～1150℃，始锻温度1060℃，终锻温度≤900℃，锻后MnS沿锻轧方向延伸呈长条状。

（5）正火规范(www.xing528.com)

正火温度900～920℃，硬度302～388HBW。

（6）等温球化退火规范

790～810℃×8h，随炉冷却，（700±10）℃×6～8h，再缓冷至≤550℃，出炉空冷。

硬度≤229HBW，金相组织为细粒状珠光体，碳化物体积分数约占14%。

（7）普通淬火、回火规范

淬火温度860～920℃，油冷、空冷，或在240～280℃硝盐等温。ϕ100mm的钢材空冷可以淬透。淬火硬度62～64HRC，碳化物体积分数约占7%。回火温度550～620℃，硬度40～48HRC。

（8）淬火、回火规范

淬火温度900℃，油冷，回火温度600℃，金相组织为索氏体、未溶碳化物和灰色条状易切削相。

（9）典型应用举例

1）预硬钢也可进行低温回火，硬度为59～61HRC，可用于手表零件冷冲模或冷挤压模具。

2）型芯、凸模、型腔板、镶件等模具。

3）淬硬40～45HRC用于形状复杂、精度要求高、产量大的热塑性塑料注射模。

4）作为预硬钢适宜于制作各种类型的塑料模、胶木模、陶土瓷料模，以及印制电路板的冲孔模。

5）适用于制作压塑模、注射模、压铸模；经整体淬火、回火后还可制作冷冲模、级进模等。

6）该钢是为适应精密塑料模和薄板无间隙精密冲裁模的急需而设计的。