# 日本SUS420F模具钢成分及特性

## 一、成分

1. **碳（C）**

   - SUS420F模具钢的碳含量相对较高，一般在0.26 - 0.40%之间。较高的碳含量有助于提高钢的硬度和强度，为模具在使用过程中抵抗变形和磨损提供了基础。在模具的刃口部分，足够的碳含量能保证刃口的锋利度和耐磨性。

2. **铬（Cr）**

   - 铬含量通常在12.0 - 14.0%。铬是不锈钢中Zui重要的合金元素之一。在SUS420F中，铬的主要作用是提高钢的耐腐蚀性，铬能在钢的表面形成一层致密的氧化铬（Cr₂O₃）保护膜，阻止外界的氧气、水分等侵蚀性介质与钢基体接触，从而保护钢免受腐蚀。同时，铬也有助于提高钢的淬透性，使钢在淬火时能够获得均匀的马氏体组织，进而提高钢的综合机械性能。

3. **钼（Mo）**

   - 含有少量的钼，钼的含量一般在0.60%左右。钼可以提高钢的强度、硬度和耐磨性，并且在高温下能够保持较好的机械性能。在模具钢中，钼的存在有助于提高模具在高温工作环境下的抗软化能力，例如在热作模具中，能够防止模具在反复受热和冷却过程中过早地出现变形和硬度降低的现象。

4. **硫（S）和磷（P）**

   - 硫含量相对较高，在0.15 - 0.30%之间，磷含量约为0.060%。硫在钢中以硫化物的形式存在，它能够改善钢的切削加工性，使钢在切削过程中更容易断屑，从而提高切削效率和加工表面质量。但较高的硫含量会略微降低钢的耐腐蚀性和韧性，不过通过合理的成分搭配和后续处理可以将这种影响控制在可接受的范围内。

## 二、特性

### （一）机械性能

1. **硬度**

   - SUS420F经过适当的热处理（如淬火和回火）后，可以获得较高的硬度，硬度值可达到HRC50 - 55左右。这种高硬度使得它在模具制造中适用于对硬度要求较高的场合，如制作塑料模具的型芯、型腔，以及冲压模具的冲头和凹模等，能够有效地抵抗模具在使用过程中的磨损。

2. **强度和韧性**

   - 该钢种具有较好的强度，能够承受较大的成型压力或冲击力。同时，它也具备一定的韧性，虽然其韧性不如一些专门的韧性钢种，但在一般的模具使用条件下，能够避免因脆性断裂而导致模具失效。例如在注塑模具的开合模过程中，能够承受一定的冲击而不发生破坏。

3. **耐磨性**

   - 由于其较高的碳含量、铬含量以及钼含量，SUS420F具有良好的耐磨性。在金属成型模具中，如冷冲压模具，模具表面与被加工金属之间存在强烈的摩擦，这种钢能够长时间保持模具表面的光洁度，减少因磨损而需要进行的模具维修和更换次数，提高模具的使用寿命和生产效率。

### （二）加工性能

1. **切削加工性**

   - 由于含有适量的硫元素，SUS420F的切削加工性较好。在切削过程中，硫化物夹杂能够起到断屑的作用，使切屑容易排出，并且可以降低切削力，减少刀具磨损。这使得该钢种在模具制造的机械加工过程中，无论是粗加工还是精加工，都能够较为高效地进行。

2. **热处理性能**

   - SUS420F具有良好的热处理性能。它能够通过淬火处理获得马氏体组织，并且在回火过程中，可以有效地调整钢的硬度、强度和韧性等性能指标。淬火时的冷却速度要求相对较为宽松，不易出现因冷却不均匀而导致的变形或开裂等问题。

### （三）耐腐蚀性

   - 铬元素的存在使得SUS420F具有一定的耐腐蚀性。虽然它的耐腐蚀性不如一些高铬、高镍的不锈钢，但在一些不太苛刻的腐蚀环境下，如在一般的室内环境或对腐蚀性要求不高的工业环境中，能够满足模具的使用要求。例如在注塑一些普通塑料的模具中，能够抵抗塑料中的少量添加剂或水分对模具的腐蚀。