3Cr3Mo2WV热作模具钢凭借其优异的高温综合性能和成本优势
3Cr3Mo2WV热作模具钢技术资料汇编
一、材料概述
3Cr3Mo2WV是中国标准（GB/T 1299-2017）中定义的低合金热作模具钢，属于Cr-Mo-W-V系复合强化型高温模具材料。其特点是在高温下保持高强度、抗热疲劳性和抗氧化性，适用于铝合金压铸模、热挤压模及金属锻造模等高温工况。
二、学成分分析（GB/T 1299-2017标准）
|
元素 |
C (%) |
Cr (%) |
Mo (%) |
W (%) |
V (%) |
Si (%) |
P (%) |
S (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
标准范围 |
0.26-0.35 |
2.80-3.50 |
1.80-2.50 |
1.20-1.80 |
0.15-0.30 |
≤0.40 |
≤0.030 |
≤0.025 |
注：实际生产中部分企业会微调钨含量（如1.50-2.20%）以优化性能
三、供应形式及规格
1. 线材
-
直径范围：Φ5.0-15.0mm
-
状态：黑皮/退火态（硬度≤180 HB）
2. 锻件
-
重量范围：50kg-5吨
-
加工方式：模锻+精加工（表面粗糙度Ra≤3.2μm）
3. 板材
-
厚度：10-80mm
-
表面状态：热轧/调质处理（硬度HRC 30-35）
4. 圆钢
-
直径：Φ40-300mm
-
精度等级：按GB/T 706-2016执行
四、热处理工艺规范
（1）预备热处理
-
正火工艺：920-950℃×2h → 空冷 目的：细化晶粒，消除锻造应力（组织为索氏体+少量珠光体）
（2）最终热处理
淬火+回火（双回火制度）
-
一次淬火：
-
温度：1000-1030℃（奥氏体化）
-
冷却介质：油冷（小件）/气淬（大件）
-
硬度：HRC 50-53
-
二次回火：
-
第一次回火：540-580℃×3h → 空冷 （硬度下降至HRC 48-50）
-
第二次回火：580-620℃×3h → 空冷 （最终硬度HRC 46-49，残余奥氏体＜5%）
五、机械性能指标
|
参数 |
指标值 |
|---|---|
|
抗拉强度 |
≥1470 MPa |
|
屈服强度 |
≥1030 MPa |
|
冲击韧性 |
≥6 J（室温，2mm缺口） |
|
高温硬度(300℃) |
HRC 42-45 |
|
疲劳极限 |
280 MPa（σ-1，10⁶次循环） |
六、物理性能参数
|
性能项 |
数值 |
|---|---|
|
密度 |
7.85 g/cm³ |
|
线膨胀系数 |
11.2×10⁻⁶/℃ |
|
导热率 |
26 W/(m·K) |
|
比热容 |
480 J/(kg·K) |
|
热稳定性 |
300℃抗软化能力（ΔHRC≤2） |
七、材料核心优势
-
高温性能突出
-
300℃时硬度保持率＞85%（对比H13钢提升10%）
-
抗热疲劳寿命比4Cr5MoSiV1延长30%
-
抗变形能力优异
-
淬火变形量＜0.5%（相同条件下优于3Cr2W8V）
-
加工尺寸稳定性（退火态线膨胀系数低）
-
经济性
-
合金元素总量较H13钢减少约15%
-
热处理能耗降低20%-30%
-
加工适应性
-
退火态切削力低（接近45#钢）
-
电火花加工效率比H13提高15%
八、典型应用领域
-
压铸模具
-
铝合金压铸模（如汽车轮毂、发动机缸盖）
-
镁合金精密压铸模（表面粗糙度Ra≤0.4μm）
-
热挤压模具
-
铜合金管材挤压模（工作温度350-400℃）
-
不锈钢型材挤压模
-
锻造模具
-
热镦锻模（连续作业寿命＞5000次）
-
齿轮坯模（温锻工艺）
九、选用注意事项
-
预热要求：焊接需预热至250-300℃，避免冷裂纹
-
表面处理：氮化处理（0.02mm渗氮层，提升耐磨性）
-
深冷处理：-80℃×24h处理，消除残余奥氏体
-
库存管理：防潮保存，长期存放建议真空包装
十、与典型材料的对比分析
|
材料型号 |
3Cr3Mo2WV |
H13 |
4Cr5MoSiV1 |
|---|---|---|---|
|
成本指数 |
★★★☆☆ |
★★☆☆☆ |
★☆☆☆☆ |
|
最高适用温度 |
600℃ |
600℃ |
550℃ |
|
加工难度 |
★★☆☆☆ |
★★★☆☆ |
★★★★☆ |
|
抗热疲劳性 |
★★★★☆ |
★★★☆☆ |
★★★☆☆ |
十一、典型供应商参考
-
宝钢特殊钢分公司（BAOSTEEL）
-
新日铁住金（Nippon Steel & Sumitomo Metal）
-
太钢集团（TISCO）
-
克鲁勃（Kuehne + Nagel）进口代
结语：3Cr3Mo2WV热作模具钢凭借其优异的高温综合性能和成本优势，在铝合金压铸领域逐步替代传统H13钢。建议用户在选材时重点关注材料的晶粒度（推荐≥8级）和真空脱气工艺（减少夹杂物含量），并依据DIN 1.2344标准进行技术对标。实际应用前需进行试模验证，确保材料匹配具体工况需求。
注：本文数据基于GB/T 1299-2017《合金工具钢》及行业实践经验整理，具体性能以实测为准。
