10Ni3Mn2CuAlMo模具鋼的特性、化學(xué)成分、熱處理工藝及應(yīng)用
10Ni3Mn2CuAlMo鋼為時效硬化型塑料模具鋼，具有良好的表面加工性能、熱冷加工性能、電加工性能和綜合力學(xué)性能。
⒈10Ni3Mn2CuAlMo鋼的特性
⑴、10Ni3Mn2CuAlMo鋼中加入Ni、Mn元素主要是用來提高鋼的淬透性，兼有形成金屬間化合物的作用。
⑵、10Ni3Mn2CuAlMo鋼中加入Mo元素主要是消除回火脆性，兼有細化晶粒、提高淬透性、改善鋼的回火穩(wěn)定性和形成金屬間化合物作用。
⑶、10Ni3Mn2CuAlMo鋼中加入Cr、Al元素主要是形成金屬間化合物。固溶加熱時，盡可能使所有合金元素都固溶于奧氏體中，極少量未溶的Mo元素的碳化物，則起到細化晶粒的作用。
⑷、10Ni3Mn2CuAlMo鋼冷卻時固溶的元素都存在于馬氏體與貝氏體組成的基體組織中，起到固溶強化基體組織和改善基體組織穩(wěn)定性作用。
⑸、10Ni3Mn2CuAlMo鋼時效時，Ni元素與Al、Mo元素形成的金屬間化合物（Ni3Al、Ni3Mo）從基體組織中析出，Cu、Al元素之間形成的金屬間化合物（CuAl2）也從基體組織中析出，同時Fe、Mn、Mo三元素形成的合金滲碳體（Fe、Mn、Mo）3C也從基體組織中析出，析出的金屬間化合物和合金滲碳體，均勻分布于基體組織之中，使鋼的硬度回升，極大地改善了鋼的強度、硬度與耐磨性。
⑹、10Ni3Mn2CuAlMo鋼在制造模具前，先進行固溶處理，使合金元素盡可能全部固溶于奧氏體中。固溶冷卻后，獲得馬氏體與貝氏體兩相組織，熱處理變形小，硬度在30HRC左右，便于機械加工制成模具。模具制成后，經(jīng)時效處理，金屬間化合物析出，模具硬度回升到40~45HRC，可滿足塑料模具的使用要求。
⑺、10Ni3Mn2CuAlMo鋼制作的模具經(jīng)拋光處理后，模具表面可獲得鏡面光潔度，具有潔凈抗腐蝕性能，表面刻蝕圖案性能極佳。
⑻、為了提高模具表面的硬度與耐磨性，可在時效后再經(jīng)氮化處或碳氮共滲處理，模具表面硬度可達1000HV以上。
⒉10Ni3Mn2CuAlMo鋼主要化學(xué)成分
0.06%~0.20%C、≤0.35%Si、1.40%~1.70%Mn、2.80%~3.40%Ni、0.20%~0.50%Mo、0.80%~1.20%V、0.70%~1.05%Al、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊10Ni3Mn2CuAlMo鋼的熱處理工藝
10Ni3Mn2CuAlMo鋼相變點為：Ac1675℃、Ac3821℃、Ar1382℃、Ar3517℃、Ms270℃。
10Ni3Mn2CuAlMo鋼始鍛溫度1050~1100℃，終鍛溫度850℃，鍛造后空氣中冷卻。
10Ni3Mn2CuAlMo鋼常見的熱處理工藝
熱處理工藝 工藝參數(shù) 硬度要求 工藝特點
不完全退火 加熱750~770℃，保溫2h，爐冷至550℃，出爐空冷  改善組織，降低硬度
淬火 加熱840~900℃，保溫3h，空冷 28~33HRC 加熱溫度高于Ac3821℃線，Mo、Ni、Al、Cu、Mn, 元素溶入奧氏體中，冷卻后得到馬氏體+貝氏體組織，為時效析出做好組織準備
回火 加熱500~520℃，保溫4h，空冷 40~43HRC 從馬氏體與貝氏體基體中析出金屬間化合物，產(chǎn)生沉淀強化作用，獲得馬氏體+貝氏體+金屬間化合物組織
⒋10Ni3Mn2CuAlMo鋼的應(yīng)用
10Ni3Mn2CuAlMo鋼是光學(xué)透明塑料制品的成型模具最為理想的模具材料，也適宜制造工程塑料模具。