4Cr3Mo3SiV模具钢的用途及特性分析

一、材料概述

4Cr3Mo3SiV是一种中碳中合金热作模具钢，属于我国自主研发的热作模具钢种，具有优良的热强性、热疲劳性能和耐磨性。

合金工具钢：4Cr3Mo3SiV

标准GB/T1299-1985

4Cr3Mo3SiV热作模具钢，是引进美国的H10钢，有好的淬透性，韧性和高温硬度。

4Cr3Mo3SiV化学成分：

碳 C ：0.35～0.45

硅 Si：0.80～1.20

锰 Mn：0.25～0.70

硫 S ：≤0.030

磷 P ：≤0.030

铬 Cr：3.00～3.75

镍 Ni：≤0.25

铜 Cu：≤0.30

钒 V ：0.25～0.75

钼 Mo：2.00～3.00

硬度 ：退火,≤229HB,压痕直径≥4.0mm

三、主要特性

1. 热强性

在600℃高温下仍能保持较高硬度(约HRC45-50)

优良的抗回火软化能力

高温强度优于H13等常见热作模具钢

2. 耐热疲劳性

抗热裂性能优异

适用于急冷急热的工况条件

热疲劳寿命比3Cr2W8V钢提高50%以上

3. 耐磨性

含有适量钒元素，形成高硬度碳化物

表面硬度可达HRC52-56(热处理后)

适用于有磨粒磨损的工况

4. 工艺性能

锻造性能良好，锻造温度范围1120-850℃

切削加工性中等，退火态硬度HB≤229

热处理变形较小

四、主要用途

1. 热作模具应用

压铸模具：铝合金、镁合金压铸模

锻压模具：高温锻造模、锻锤模

挤压模具：铜合金、铝合金热挤压模

热冲压模具：汽车零部件热成型模

2. 典型应用案例

汽车发动机铝合金缸盖压铸模

5G基站散热壳体压铸模

不锈钢餐具热锻模

铜合金管材热挤压模芯

钛合金热成型模具

五、热处理工艺

1. 淬火工艺

预热：600-650℃(第一次)，850-880℃(第二次)

淬火温度：1020-1050℃

冷却介质：油冷或分级淬火

2. 回火工艺

回火温度：580-620℃(根据硬度要求调整)

回火次数：2-3次

最终硬度：HRC48-52(模具工作部分)

六、与同类材料对比

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>特性>4Cr3Mo3SiV>H13>3Cr2W8V

高温强度★★★★★★★★★★★

热疲劳性★★★★★★★★★

耐磨性★★★★★★★★★★★

韧性★★★★★★★★★

成本中等较高较低

七、使用注意事项

新模具使用前应进行200-300℃预热

避免在超过650℃条件下长期工作

每工作一定周期后应进行去应力回火

表面可进行渗氮处理提高耐磨性

冷却时应避免急冷导致开裂

八、发展前景

随着轻量化材料(如铝合金、镁合金)应用的增加，4Cr3Mo3SiV在新能源汽车、3C产品等领域的需求将持续增长。未来可能向更高纯净度、更均匀组织方向发展，以满足高端精密压铸的需求。