P20钢与40Cr钢

模具用钢P20与40Cr

简介

P20塑料模具钢（亦是一种预硬塑胶模具钢）

中国牌号：3Cr2Mo（3Cr2Mo是我国自行研制的专用塑料模具钢）

美国牌号：P20

标准：AISI-p20 GS-2311 ASSAB-618

颜色识别：褐与白

P20钢材是一种模具焊材的型号，最早的是P20，紧接着P20H，P20Ni相继问世。 P20钢材适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料。此钢的纯度高，具有良好的可切削性及镜面研磨性能，制成工模具精度高，永不变形，较高的坚韧性。。

特性及适用范围：热作模具钢，是引进美国的 P20中碳 Cr-Mo系塑料模具钢。适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料。此钢具有良好的可切削性及镜面研磨性能。

化学成分

P20特征

● 硬度均匀，具有良好的抛光性能及光蚀刻花性能，加工性能佳。

● 真空脱气精炼处理钢质纯净，适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。

● 预硬状态供货，无需再热处理可直接用于模具加工，缩短工期。

● 经锻轧制加工，组织致密，100%超声波检验，无气孔，针眼缺陷。

使用方法

P20钢材已预先硬化处理至285～330HB（30～36HRC），与瑞典618德国GS-2311状态相当，可直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材才可满足一般用途需求，模具寿命可达50W模次。

此种钢一般不适宜热处理，但是可以氮化处理，此钢种的硬度差距也很大，由280HRC～400 视乎那间钢厂的标准，由于已作预硬处理，机械切削也不太困难，所以很合适做一些中下价模具的镶件，有些生产大批量的模具模架也采用此钢材（有些客户指定要用此钢作模架），好处是硬度比中炭钢高，变形也比中炭钢稳定。

P20出厂硬度

预硬29～33HRC

●热处理规范及金相组织：

加硬处理： 为提高模具寿命达到80万模次以上，可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。淬火时先在500～600℃预热2～4小时，然后在850～880℃保温一定时间（至少2小时），放入油中冷却至50～100℃出油空冷，淬火后硬度可达50～52HRC，为防止开裂应立即进行200℃低温回火处理，回火后，硬度可保持48HRC以上。

氮化处理

氮化处理可得到高硬度表层组织，氮化后的表层硬度达到650～700HV

（57～60HRC）模具寿命可达到100万次以上，氮化层具有组织致密，光滑特点，模具的脱模性及抗湿空气及碱液腐蚀性能提高。

力学性能：

圆钢球化退火至硬度≤235HB

40Cr

材料名称：合金调质结构钢（中碳调质钢）
牌号：40Cr
标准：GB/T 3077-1988

化学成分

力学性能
抗拉强度 σb (MPa)：≥980(100)
屈服强度 σs (MPa)：≥785(80)
伸长率 δ5 (％)：≥9
断面收缩率 ψ (％)：≥45
冲击功 Akv (J)：≥47
冲击韧性值 αkv (J/cm2)：≥59(6)
硬度 ：≤207HB
试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm

物理性能

密度：7.82g/cm²

弹性模量和切变模量

40Cr钢的线（膨）胀系数

1 用钢成分（%）：0.37C，0.30Si，0.66Mn，0.95Cr，0.18Ni，0.016P，0.028S;

2 用钢成分（%）：0.42C，0.29Si，0.69Mn，0.87Cr，0.14Ni，0.010P，0.013S。

40Cr钢的热导率

40Cr钢的热处理工艺

40Cr表面淬火硬度为HRC52～60，火焰淬火能达到HRC48～55。

氮化处理

40Cr属于可氮化钢，其所含元素有利于氮化。40Cr经氮化处理后可获得较高的表面硬度，40Cr调质后氮化处理硬度最高能达到HRA72～78，即HRC43～55。

特性及适用范围：
是一种最常用的合金调质结构钢，与40号钢相比，抗拉强度、屈服强度及淬透性均高，但焊接性有限，有形成裂纹的倾向。用于较重要的调质零件，如交变负荷下工作的零件、中等转速和中等负荷的零件。表面淬火后可作负荷和及耐磨性较高、而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、曲轴、销子。

40Cr可加工性好，价廉，热处理后具有较高的强度和韧性，但淬透性较差，用于生产批量小，模具截面积不大，尺寸精度及表面粗糙度要求不高的塑料成形模具或模架，亦可以生产小型、复杂的塑料模具。

塑料模具钢主要要求在200℃时具有足够的强度和韧性，并具有较高的耐磨性和耐蚀性。

据模具厂家介绍，以前大部分APG模具采用40Cr， P20现在用在APG模具上比较多，P20和40Cr相比，P20加工工艺上优于40Cr。

厦门方圆通模具有限公司刻制模具多采用P20模具钢，用量是P20是99%，40Cr是1%;P20模具使用次数：5～10万次，40Cr模具使用次数：5万次，厦门耐得模具公司多采用40Cr，而他们自己用的模具基本上都是40Cr，用量是2:1（40Cr：P20）。

P20经过淡化处理后硬度可达到：57～60HRC

40Cr经过淡化处理后硬度可达到：HRC43～55

40Cr钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→修整、抛光→装配。 

3Cr2Mo（P20）钢，对于直接使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处理，可直接加工成形后抛光、装配。对于要改锻成坯料后再加工成形的，其工艺路线为：下料→改锻→球化退火→刨或铣六面→预硬处理（34～42HRC）→机械粗加工→去应力退火→机械精加工→抛光→装配。