Y4鋼是針對銅合金壓鑄模,結合我國礦產資源情況而研制的新型熱作模具鋼,接近3Cr3Mo,但增加了微量元素Nb、B等。與Y10鋼相比,Y4鋼中的Gr、Si含量下降,同時以B來提高因Cr、Si含量減少而降低的淬透性和高溫強度。Nb的碳化物很難溶于奧氏體,同時Nb的加入還可以提高M6C和MC碳化物的穩定性,因此能細化晶粒,降低過熱敏感性,提高熱強性和熱穩定性。Y4鋼在力學性能上,尤其抗冷熱疲勞性及裂紋擴展速率方面明顯優于3CR2W8V鋼,是比較理想的銅及銅合金壓鑄模材料。另外,Y4鋼在熱擠壓模、熱鍛模的應用方面也取得明顯成效。
Y4鋼制鋁合金葉片壓鑄模鹽浴淬火工藝
(1)退火回火 850~860℃×3~4h,爐冷至500℃以下出爐空冷,退火后硬度≤HBW。
(2)淬火回火 850℃預熱;1060~1100℃加熱淬油,油冷至200℃左右出油空冷,淬火后硬度58~59HRC;630~650℃×2h×2次回火,回火后硬度44~47HRC。
Y90電動機鋁合金葉片壓鑄模按上述工藝處理后,平均使用壽命比原3CR2W8V鋼提高10倍。
Y4鋼制銅閘閥體模滲氮處理
(1)退火工藝 850~860℃×3~4h,以≤30℃/h速度冷至500℃以下出爐空冷,退火后硬度為170~255HBW。
(2)淬火回火 600℃、860℃兩次預熱;1100℃加熱,400~450℃硝鹽分級后空冷,硬度為58~59HRC;模具冷到80℃左右在用干燥的棉紗頭擦拭,回火在氣體滲碳氮爐中進行,并滴煤油保護,600~650℃×2h×3次,回火后硬度為47~50HRC。
(3)滲氮 模具加工成品后,再施以滲氮處理。經生產實踐考證,Y4鋼制銅閥體模壽命穩定性在2.1萬次以上(未經滲氮)較H21鋼提高7~8倍;經滲氮處理后的模具,使用壽命更高。