一、4Cr5Mo2MnVSi模具钢的用途

　　4Cr5Mo2MnVSi钢的代号为Y10, 是中碳超高强度钢和新型热作模具钢, 是可取代3Cr2W8V 钢的新压铸模具钢。其化学成分与 H13 钢相似, 具有很好的淬透性, 钼及钒合金元素对细化晶粒、提高热透性和耐回火性有较大作用。4Cr5Mo2MnVSi钢是一种空冷硬化型的热作模具钢, 是在 UHBQR080钢的基础上, 由我国自行研制的钢种, 该钢不含钴, 增加了质量分数约 2.17%铬和0.99%硅, 锰和钼含量略高, 钒含量稍低, 化学成分类似DH21钢, 其熔炼、锻造、可加工性良好, 淬透性高。

　　该钢具有良好的机械加工性能和热加工性能, 并具有良好的抗热疲劳性能。与3Cr2W8V钢相比, 该钢还具有热处理变形小、抗铝溶损性能好等优点, 模具的使用寿命普遍比 3Cr2W8V 钢制作的模具的使用寿命高一倍以上。推荐 Y10 钢在淬火并回火至硬度40~46HRC 下使用。

　　4Cr5Mo2MnVSi化学成分(质量分数):

　　C：0.30~0.40

　　Si：1.20

　　Mn：0.90~2.00

　　Cr：4. 90

　　Mo：0.90~2.10

　　V：1.10

　　供货状态：热轧 (锻) 退火态, 硬度170~229HBW。

　　(一)压铸模具

　　铝合金压铸模具

　　在铝合金压铸行业，4Cr5Mo2MnVSi模具钢被广泛应用。例如汽车发动机缸体、轮毂等铝合金压铸部件的生产模具。由于铝合金压铸时，模具需要承受高温(通常在600 - 700℃左右)、高压(几十兆帕)以及高速金属液的冲刷，4Cr5Mo2MnVSi模具钢的高温强度、热疲劳性能和耐冲刷性能够满足要求。这种模具钢可以保证模具在长时间的压铸循环过程中，不易出现变形、开裂等问题，从而提高压铸产品的质量和生产效率。

　　镁合金压铸模具

　　镁合金压铸模具同样适用4Cr5Mo2MnVSi模具钢。镁合金的压铸温度虽然相对铝合金略低，但镁合金的化学活性较高，对模具的腐蚀性更强。4Cr5Mo2MnVSi模具钢具有一定的抗腐蚀能力，同时其良好的热传导性有助于模具在压铸过程中快速散热，减少局部过热现象，延长模具的使用寿命。

　　(二)热锻模具

　　小型热锻模具

　　对于一些小型热锻件，如小型齿轮、轴类零件的热锻模具，4Cr5Mo2MnVSi模具钢是一种合适的材料。在热锻过程中，模具要承受反复的冲击载荷和高温(可达800 - 900℃)。4Cr5Mo2MnVSi模具钢的高韧性和高温强度使其能够承受这种复杂的工作条件。例如，在小型齿轮的热锻过程中，模具能够在多次锻压循环后仍保持其形状精度，确保锻造出的齿轮尺寸准确、表面质量良好。

　　精密热锻模具

　　在精密热锻领域，如航空航天零部件的精密锻造模具，4Cr5Mo2MnVSi模具钢的性能优势更为明显。精密热锻对模具的尺寸精度和稳定性要求极高，这种模具钢在高温下的低变形性和良好的耐磨性能够满足精密热锻模具的要求。它可以保证在锻造复杂形状的航空航天零部件时，模具的型腔尺寸精度得到有效控制，从而提高锻造产品的精度。

　　二、4Cr5Mo2MnVSi模具钢的特性

　　(一)力学性能

　　高温强度

　　4Cr5Mo2MnVSi模具钢在高温下具有较高的强度。在压铸和热锻等高温作业过程中，随着温度的升高，普通钢材的强度会迅速下降，而4Cr5Mo2MnVSi模具钢在600 - 900℃的温度范围内仍能保持相当的强度。例如，在铝合金压铸模具中，当模具温度升高到650℃时，4Cr5Mo2MnVSi模具钢仍能承受压铸过程中的高压，不会因强度不足而发生变形或破裂。

　　高韧性

　　该模具钢具有较高的韧性。在热锻模具应用中，尤其是承受反复冲击载荷的情况下，高韧性可以防止模具发生脆性断裂。例如，在小型热锻模具锻造轴类零件时，每次锻压时模具都会受到冲击，4Cr5Mo2MnVSi模具钢的高韧性能够使其吸收冲击能量，避免出现裂纹，延长模具的使用寿命。

　　(二)热学性能

　　良好的热疲劳性能

　　4Cr5Mo2MnVSi模具钢具有良好的热疲劳性能。在压铸和热锻过程中，模具会经历反复的加热和冷却循环，容易产生热疲劳裂纹。这种模具钢能够承受多次的热循环而不易产生裂纹。例如，在铝合金压铸模具中，经过数千次的压铸循环(每次循环都包含模具的加热和冷却过程)后，4Cr5Mo2MnVSi模具钢制造的模具仍能正常工作，而其他一些热疲劳性能较差的钢材可能在几百次循环后就出现裂纹。

　　较好的热传导性

　　该模具钢具有较好的热传导性。在压铸和热锻模具中，良好的热传导性有助于模具快速散热。例如，在镁合金压铸模具中，较好的热传导性可以使模具在镁合金液注入后迅速将热量散发出去，降低模具表面温度，减少镁合金对模具的腐蚀，同时也有助于提高生产效率，因为模具冷却速度快可以缩短压铸周期。

　　(三)化学性能

　　一定的抗腐蚀性

　　4Cr5Mo2MnVSi模具钢对一些金属液(如铝合金、镁合金)和工作环境中的介质具有一定的抗腐蚀性。在压铸模具中，当与铝合金或镁合金液接触时，它能够在一定程度上抵抗合金液的侵蚀。虽然其抗腐蚀性不如一些专门的耐腐蚀模具钢，但在正常的压铸和热锻工作环境下，能够满足生产要求。