深入了解CrNiMnMoVSCa合金的特性和应用

5CrNiMnMoVSCa（缩写5NiSCa）是二元易切削预硬型塑料模具钢，即在钢中同时加入硫、钙，充分发挥两种元素的优良作用，这样既可降低刀具的磨损，还可降低模具表面粗糙度值，同时还改善钢的性能，单纯加硫易切削钢有各向异性的缺点，横向性能与纵向性能差异较大，不及硫、钙复合型的易切削钢。

1.化学成分

见表4-8。

2.性能及应用

（1）性能Ni可增加韧度，Mn可与S配合，形成易切削相MnS。该钢淬透性高，直径300mm的钢材油冷淬火时，钢的中心硬度可达55HRC，直径500mm的钢材油冷淬火后，中心硬度可达47.5HRC；中心组织为马氏体+未溶碳化物+残留奥氏体+易切削相。马氏体大部分为板条马氏体，少量为孪晶马氏体。强韧性和镜面抛光性好，有良好的渗氮工艺性，渗氮后基体性能变化不大，但表面耐磨性大大提高，耐蚀性也有所改善。

表4-8 化学成分

临界温度（近似值）：Ac₁695℃，Ac₃735℃，Ms220℃。

一般合金模具钢在35～45HRC时是无法加工的，把5NiSCa钢试样调质到35～45HRC时，可顺利进行车、铣、刨、钻、攻丝、铰孔，比硫系易切削钢还要好，当硬度提高到50HRC时还可进行机械加工，比P20钢的可加工硬度高出10HRC左右。

此钢蚀刻性能好，图案清晰逼真，优于P20钢。此外，补焊性能也好，采用奥氏体不锈钢焊条进行修补后，可以顺利进行机械加工。而P20钢补焊后硬度增高，不容易机械加工。

（2）应用 通常以预硬化状态供应，即保证了模具的使用性能，又避免模具在制造过程中因热处理而带来麻烦，可以缩短生产周期和降低成本。5CrNiMnMoVSCa已在家电、电脑行业的塑料模具中应用。

3.常规处理方法

（1）锻造 锻造工艺规范见表4-9。(www.xing528.com)

表4-9 锻造工艺规范

（2）热处理

1）退火。①退火工艺，750～770℃加热，保温2～3h后以30℃/h冷速冷却至600℃空冷，硬度217～255HBW。②等温退火工艺，750～770℃加热保温2h，670～690℃等温4h，炉冷到550℃以下空冷，硬度217～220HBW。

2）淬火与回火。表4-10～表4-12分别为淬火规范、回火规范、热处理工艺对硬度的影响。5NiSCa钢880℃加热、油冷淬火后的组织为马氏体+少量未溶碳化物+残留奥氏体+易切削相。未溶碳化物为MC、M₂₃C₆、M₃C型，体积分数总量约为1.86%。回火在600～650℃温区内进行，组织为回火索氏体，回火后的硬度为35～45HRC。

表4-10 淬火规范

表4-11 回火规范

表4-12 热处理工艺对硬度的影响