Z40CDV5圆棒模具钢在汽车板金模的应用

　　Z40CDV5模具钢(中碳高铬热作模具钢)的用途及特性

　　基本介绍

　　Z40CDV5是一种中碳高铬热作模具钢，属于法国AFNOR标准牌号，相当于改进型AISI H13钢。该材料通过优化的铬钒合金体系，具有优异的热稳定性、抗热疲劳性和综合力学性能，是制造中高温工况模具的理想选择。

　　核心特性

　　1. 机械性能

　　高温硬度：600°C时仍保持48-50 HRC

　　优异韧性：室温冲击功≥40 J/cm²

　　抗热疲劳性：优于标准H13约30%

　　热强性：600°C抗拉强度≥1000 MPa

　　2. 物理特性

　　导热系数：24.5 W/(m·K)(20-600°C)

　　热膨胀系数：12.5×10⁻⁶/°C(20-600°C)

　　密度：7.8 g/cm³

　　3. 加工性能

　　切削性能：优于常规热作模具钢

　　抛光性能：可达镜面级(Ra≤0.05μm)

　　电火花加工：需控制放电能量

　　法国钢号Z40CDV5执行标准

　　Z40CDV5热作压铸模具钢具有优良的淬透性，抗高温回火软化性强，耐高温冲击的抗热疲劳性以及好的抗高温熔损性。

　　Z40CDV5模具钢材已经预硬至37～41HRC(表面硬度)，无须热处理。适用于形状复杂、精密之模具及零部件。切削性能出色，便于加工及雕模。可望缩短模具加工周期、降低成本。如施以表面处理可进一步提高耐磨性和耐蚀性。

　　Z40CDV5化学成分

　　C:0.32-0.42

　　SI:0.80-1.00

　　MN:≤0.5

　　MO:1.00-1.50

　　CR:4.50-5.50

　　V:0.80-1.20

　　Z40CDV5用途：

　　1.铝锌压铸模

　　2.铝热挤压铸

　　3.冲压模

　　4.压铸模部件

　　5.塑胶模

　　6.诸机械部件

　　注：平衡的碳铬比确保良好韧性与热强性

　　热处理工艺

　　1. 退火

　　加热至850-870°C保温4-6小时

　　以15-20°C/h缓冷至500°C后空冷

　　退火硬度：180-220 HB

　　2. 淬火

　　预热：600-650°C+800-850°C

　　奥氏体化：1000-1030°C

　　冷却方式：气淬/油冷

　　3. 回火

　　二次回火：560-600°C×2h×2次

　　终硬度：46-50 HRC

　　典型应用领域

　　1. 压铸模具

　　铝合金压铸模(寿命30-50万次)

　　镁合金压铸模

　　锌合金压铸模

　　2. 热锻模具

　　汽车连杆锻模

　　轴承环热锻模

　　阀门锻造成型模

　　3. 热挤压模具

　　铝型材挤压模

　　铜合金管材挤压模

　　高温合金挤压模

　　4. 其他热作模具

　　玻璃模具

　　塑料注塑模(高温工程塑料)

　　热冲裁模具

　　性能对比(与AISI H13)

　　参数Z40CDV5AISI H13优势

　　600°C硬度(HRC)48-5046-48+2点

　　热疲劳寿命(次)15,00010,000+50%

　　室温冲击功(J/cm²)≥40≥35+14%

　　导热系数(W/m·K)24.523.0+6.5%

　　使用建议

　　表面处理：

　　推荐氮化处理：500-520°C×20h

　　PVD涂层(CrAlN/TiAlN)

　　避免电镀处理

　　维护保养：

　　每5000模次检查型腔状态

　　使用专用模具保护剂

　　定期进行应力消除处理

　　焊接修复：

　　选用AWS A5.9 ER80S-D2焊丝

　　预热温度：400-450°C

　　焊后立即回火

　　经济性分析

　　Z40CDV5材料成本比普通H13高约20-30%，但由于：

　　模具寿命延长30-50%

　　维护成本降低40%

　　生产效率提高15-20% 综合使用成本可降低25-35%

　　总结

　　Z40CDV5作为高性能热作模具钢，通过优化的合金设计和热处理工艺，在保持良好韧性的同时显著提高了热稳定性和抗热疲劳性能。特别适用于500-600°C工作温度范围的中高负荷热作模具，是汽车、航空航天等领域热加工模具的优质选择。其均衡的性能和相对合理的成本使其成为替代传统H13钢的升级方案。