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。
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。
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。