5NiSCa属易切削高韧性塑料模具钢,在预硬态(35~45HRC)韧性和切削加工性良好;镜面抛光性能好,表面粗糙度Ra可达0.2~0.1μm,使用过程中表面粗糙度保持能力强;花纹蚀刻性能好,清晰、逼真;淬透性好,可作型腔复杂、质量要求高的塑料模。该钢在高硬度下(> 50HRC),热处理变形小,韧性好,并具有较好的阻止裂纹扩展的能力。
1)化学成分及临界相变点。5NiSCa钢采用中碳加镍,其主要化学成分见表1。
表1 5NiSCa钢的化学成分(质量分数,%)
C |
Cr |
Ni |
Mn |
Mo |
V |
S |
Ca |
0.57 |
0.89 |
1.03 |
1.19 |
0.52 |
0.26 |
0.028 |
0.0036 |
临界相变点:695~ 735℃,冷却时临界相变点:378~ 305℃,Ms220℃。
2)工艺性能。①锻造:加热温度1100℃,始锻温度1070~1100℃,终锻温度850℃,锻后砂冷;②球化退火:加热温度770℃,保温3h,等温温度660℃,保温7h,炉冷到550℃出炉空冷。退火硬度≤241HBW,加工性能良好;③淬火:淬火温度880~ 900℃,小件取下限,大件取上限,油冷或260℃硝盐分级淬火。
3)力学性能。5NiSCa钢经880℃和900℃淬火及回火后的力学性能,见表2。
表2 5NiSCa钢不同温度淬火及回火后的力学性能
淬火温度/℃ |
回火温度/℃ |
σ0.2/MPa |
σb/MPa |
σbc/MPa |
δ(%) |
ψ(%) |
αk/(J/cm²) |
HRC |
880 |
575 |
1240.7 |
1274.0 |
1271.1 |
8.8 |
42.1 |
46.1 |
45.5 |
625 |
1240.7 |
1274.0 |
1271.1 |
8.8 |
42,1 |
46.1 |
39 |
|
650 |
1008.4 |
1045.7 |
1011.4 |
9.0 |
45.3 |
56.8 |
36 |
|
900 |
575 |
1364.2 |
1430.8 |
1442.6 |
7.9 |
39.6 |
42.1 |
47 |
625 |
1252.4 |
1291.6 |
1355.3 |
8.3 |
41.7 |
49 |
41.5 |
|
650 |
1061.3 |
1084.9 |
1110.3 |
10.5 |
47.0 |
66.6 |
37 |
4)实际应用。5NiSCa钢可用作型腔复杂、质量要求高的注射模、压缩模、橡皮模,印制电路板冲孔模等。