材料的特性

60Si2Mn（A）钢是中碳合金弹簧钢，也是标准件冷镦冲头的基本用钢。最终热处理为淬火和回火，该钢具有屈服强度，疲劳强度高，淬火性较大，塑性优良，价格低廉，以及热处理工艺操作简单等特点。而且具有明显的脱碳倾向，对耐磨性能、疲劳抗力均有明显损害，还有过热敏感性，易出现淬火裂纹。

该钢用作模具主要零件时必须先经过锻造，以免产生纵向开裂。但是为了消除锻造后的应力和使钢的内部碳化物均匀，必须进行球化退火，以提高模具钢的使用寿命。但该钢用于制造弹簧时不需要球化退火。

若采用快速球化工艺热处理取代传统球化退火工艺，可以使球化组织更均匀，球化率提高，产品质量提高，生产周期缩短一半。采用低碳马氏体高温淬火，有利于延长冷作模具的使用寿命。

通过提高奥氏体化温度，可使该钢的Ms点升高，获得更多的低碳马氏体组织，提高模具的强韧性，使之具有较高的断裂韧度、冲击韧度和优良的耐磨性。淬火、回火后模具硬度为58HRC，金相组织为片状回火马氏体+残留奥氏体，产生显微裂纹的敏感性较高，因此韧性较低，在使用过程中易断裂。

等温度淬火工艺比普通淬火所获得的硬度公相差1HRC，而抗强度和韧性却会有很大提高。

该模具钢的加工工艺过程如下：下料→锻造→球化热处理→加工成形→淬火、回火。

化学成分

该钢的化学成分(质量分数)：C0.56%～0.64%、Si1.50%～2.00%、Mn0.60%～0.90%、P≤0.035%、S≤0.035%、Cr≤0.035%、Ni≤0.35%、Cu≤0.25%。

参考对应牌号

中国GB标准牌号60Si2Mn（A）、瑞典标准牌号SUP6、美国ASTM标准牌号H2600、日本JIS标准牌号SUP6/SUP7、德国DIN标准牌号60SiCr7、英国BS标准牌号251H60、法国NF标准牌号61SC7、国际标准化组织（ISO）标准牌号61SiCr7。

临界点温度（近似值）

Ac1=755(735) ℃、Ac3=810℃、Ar3=770℃、Ar1=700℃、Ms=305℃。

加热工规范

开始温度1100℃，终止温度850℃。

冷压毛坯软化处理规范

软化温度740～760℃，保温4～6h，再以5～10℃/h的冷速降温到≤600℃，出炉空冷。

处理前硬度≤255HBW，处理后硬度≤217HBW。

完全退火规范

退火温度840～860℃，保温2～3h，炉冷到500℃以后，出炉空冷，硬度185～255HBW。

普通淬火、回火规范

淬火温度（870±10）℃，油冷，回火温度（480±10）℃。

等温淬火、回火规范

淬火温度870℃，保温20min，出炉油冷，立即放入250℃硝盐浴中等温20min，出熔空冷。

最佳热处理规范

预备热处理：870℃油冷淬火→790℃加热保温25min→急冷到680℃保温40min→炉冷到500℃出炉空冷。

最终热处理工艺：淬火温度870℃，等温温度250℃，等温时间20min。

典型应用举例

1）该钢制螺母冷镦模经920～950℃高温淬火并回火后，使用寿命比正常温度淬火的模具提高了两倍左右。

2）某自卸汽车非标准垫片冷冲模主要零件要求具有高硬度、高强度、良好的抗冲击性和较好的韧性，一般要采用Cr钢制作。但该钢价格高，供货和热处理有难度，只好改用T10A钢制作。但由于T10A钢韧性差、脆性大，每副模具冲垫片1000件左右就损坏，后采用60Si2Mn（A）钢制作冷冲模主要零件的零，经淬、回火后模具使用寿命大大延长。

3）该钢可用于内外六角螺栓成形冷镦冲头、硬质合金凹模预应力套（48～52HRC）以及中原钢板穿孔冲头等。

4）采用该钢制作内六角头螺栓冷镦冲头，使用寿命超过采用Cr12、9SiCr、GCr15、Cr6WV、3Cr2W8V渗碳以及W6Mo5Cr4V2等钢种，达0.5万～0.7万次。

5）多用于小型冷冲模及冷镦凸模、螺母冷镦模、冲孔模的制作等场合。

6）是各种冲剪工具、精压模、冷镦模的基本材料。

7）该钢按传统热处理工艺球化退火、淬火、回火后，其使用寿命可冲垫片0.5万～0.6万件，而采用快速球化工艺和等温淬火的模具可冲垫片1.2万件以上，使用寿命提高了一倍。

8）对该钢采用球化退火工艺，冷冲模使用寿命可提高一倍。

9）采用快速球化工艺并进行870℃奥氏体化、250℃等温淬火后，较传统处理工艺的模具使用寿命可提高一倍。

10）可用于普通模具弹簧。

11）可用于塑料模、压铸模的整体淬火顶杆。