5Cr4Mo3SiMnVA1模具钢的用途及特性分析

5Cr4Mo3SiMnVA1(012A1)基体钢类型的冷热两用型工模具钢，作为冷作模具钢，具有较高的强韧性，良好的耐热性和耐冷热疲劳性，淬透性和淬硬性均较好。它与碳素工具钢、低公合金工具钢以及Cr12型钢相比，具有较高的韧性；作为热作模具钢，它与3Cr2W8V钢相比，具有较高的温度强度和较优良的抗热疲劳性能。这种钢用于标准件行业的冷镦模和轴承行业的热挤压模使用，寿命比原钢种有较大的提高。

5Cr4Mo3SiMnVA1化学成分：

C：0.47～0.57

Cr：3.80～4.30

Mo：2.80～3.40

V：0.80～1.20

Si：0.80～1.10

Mn：0.80～1.10

A1：0.30～0.70

5Cr4Mo3SiMnVA1出厂硬度：255HBS

二、主要特性

1. 物理性能

硬度：热处理后可达HRC 58-62

抗弯强度：3000-3500MPa

冲击韧性：≥50J/cm²

高温硬度：在600℃时仍能保持HRC 45以上

2. 化学特性

优异的抗氧化性能

良好的抗回火软化能力

耐腐蚀性能优于普通热作模具钢

3. 工艺性能

良好的可锻性

中等可加工性（建议预硬化后加工）

优异的热处理稳定性

较小的热处理变形量

三、主要用途

1. 热作模具领域

压铸模具：特别适合铝合金、镁合金压铸模具

热锻模具：用于高温成形的锻模、锻锤模具

热挤压模具：铜合金、铝合金热挤压模具

热冲压模具：汽车零部件的热成形模具

2. 特殊应用领域

高温工作环境下的耐磨零件

塑料模具（要求高硬度、高耐磨性场合）

高精度、长寿命的精密模具

四、与同类材料对比

特性/材料5Cr4Mo3SiMnVA1H13(4Cr5MoSiV1)3Cr2W8V

高温强度★★★★☆★★★☆☆★★★★☆

热疲劳性★★★★☆★★★☆☆★★★☆☆

韧性★★★★☆★★★★☆★★☆☆☆

耐磨性★★★★☆★★★☆☆★★★★★

成本中高中低

五、热处理工艺推荐

退火工艺：

加热温度：850-870℃

保温时间：2-4小时

冷却方式：炉冷至500℃以下空冷

退火硬度：≤229HB

淬火工艺：

预热：800-850℃（分两段预热）

淬火温度：1050-1080℃

保温时间：根据截面尺寸，通常20-30分钟/25mm

冷却介质：油冷或分级淬火

回火工艺：

回火温度：580-620℃

回火次数：2-3次

每次回火保温时间：2-4小时

最终硬度：HRC 48-52（视用途调整）

六、应用案例

汽车铝合金轮毂压铸模具

使用寿命较H13提高30-50%

可承受超过10万次的压铸循环

表面不易产生热疲劳裂纹

铜合金热挤压模具

工作温度可达800℃

挤压吨位可达2500吨

模具寿命比3Cr2W8V提高2-3倍

精密齿轮热锻模具

保持高尺寸精度

耐磨性好，减少修模次数

单次使用寿命可达1.5-2万件

七、使用注意事项

加工建议：

粗加工后应进行去应力退火

精加工前建议进行预硬化处理

电加工后需进行低温回火以消除应力

维护保养：

定期进行表面氮化处理可延长寿命

使用过程中避免急冷急热

模具预热温度建议300-400℃

焊接修复：

需采用专用焊条

预热温度350-400℃

焊后立即进行回火处理

八、市场应用前景

5Cr4Mo3SiMnVA1作为国产高性能模具钢，在以下领域有广阔应用前景：

新能源汽车大型结构件压铸模具

航空航天领域高温合金成形模具

高端装备制造精密热作模具

替代进口高端热作模具钢的应用场合

该材料综合性能优异，特别适合对模具寿命、精度要求高的场合，虽然成本高于普通热作模具钢，但综合考虑使用寿命和生产效率，总体经济效益显著。