预硬型塑料模具钢P20的热处理工艺介绍

有些塑料模具钢在加工成形后进行热处理时变形较大，无法保证模具的精度，因此模具钢以预硬化钢的形式供应市场，这样易于制造高精密的塑料模具且降低生产成本。

所谓预硬型塑料模具钢，就是钢厂供货时已预先对模具钢进行了热处理蔓，使之达到了模具使用时的硬度。根据模具工作条件，这个硬度范围变化较大，较低硬度为25～35HRC，较高硬度为40～50HRC。在这种硬度条件下，可以把模具加工成形不再进行热处理而直接使用，从而保证了模具的制造精度。

我国目前使用和新近研制的预硬化型塑料模具钢，大多数以中碳钢为基础，适当加入Cr、Mn、Mo、Ni、v等合金元素制成。为了解决在较高硬度下机械切削加工的困难，在冶炼时适当地向钢中加入s、Ca、Pb、Se等元素，以便改善钢的切削加工性能，从而冶炼成易切削的预硬化钢，使模具在较高硬度下顺利完成车、钻、刨、铣、镗、磨等加工过程。有些预硬化钢可以在模具加工成形后进行渗氮热处理，在不降低基体硬度的前提下使模具的表面硬度和耐磨性提高。已经列入国家标准的预硬型塑料模具钢仅有3Cr2Mo钢和3Cr2MnNiMo两种，加上近年来研制引进钢种及一些传统中碳合金钢，预硬型塑料模具钢主要有以下几种:  SM3Cr2Mo、SM3Cr2MnNiMo、40Cr、42CrMo、SCrMnMo, 5CrNiMo、5CrNiMnMoVSCa、30CrMnSiN2A、 8Cr2MnWMoVS、Y55CrNiMnMoVS、25CrNi3-A1MnMo等钢。

预硬化型塑料模具钢虽然在钢厂就进行了最终热处理（淬火、中高温回火），但如果要进行改锻或进一步改变硬度和力学性能，可以重新进行淬火、回火，而且必须在锻造后进行退火热处理，所以在介绍预硬型模具钢时，按照常规钢材进行热加工和热处理。

SM3Cr2Mo( P20)钢是我国引进的美国塑料模具常用钢，在国际上得到了广泛的应用，综合力学性能较好、淬透性高，可以使截面尺寸较大的钢材获得较均匀的硬度。3Cr2Mo钢具有很好的抛光性能，制成模具的表面粗糙度值低。用该钢制造模具时，一般先进行调质处理，硬度为28～35HRC（即预硬化），再经冷加工制成模具后可直接使用，这样既保证了模具的使用性能，又避免了热处理引起模具的变形。因此该钢种适于制造大、中型和精密塑料模以及低熔点合金（如锡、锌、铅合金）压铸模具等。

(1)化学成分  见表6-52。

表6-52  SM3Cr2Mo(P20)等钢的化学成分（质量分数）         (%)

(2)临界点  见表6-53。

表6-53  SM3Cr2Mo钢临界点温度