10Ni3MnCuAl模具钢(析出硬化型)深度解析

一、材料基本特征

10Ni3MnCuAl是我国自主研发的时效硬化型精密塑料模具钢，属于马氏体时效钢类别。该钢种通过独特的合金设计实现了高镜面抛光性和优良的蚀刻性能的完美结合。

10Ni3MnCuAl化学成分：

碳(C)0.06～0.16

锰(Mn)1.40～1.70

镍(Ni)2.70～3.30

硅(Si)≤0.35

铝(Al)0.70～1.20

钼(Mo)0.20～1.50

铜(Cu)0.20～1.20

三、核心性能指标

1. 典型力学性能(时效后)

参数数值测试标准

硬度HRC 38-42GB/T 230.1

抗拉强度1200-1400MPaGB/T 228.1

屈服强度≥1000MPaGB/T 228.1

延伸率≥10%GB/T 228.1

冲击功≥40JGB/T 229

2. 特殊性能优势

抛光性能：可达#15000目镜面效果(Ra≤0.01μm)

蚀刻性能：蚀刻均匀性达A1级(VDI3400标准)

尺寸稳定性：热处理变形率<0.05%

耐腐蚀性：优于常规P20钢3-5倍

四、主要应用领域

1. 高端塑料模具

光学器件模具：镜头、导光板等光学元件

透明件模具：车灯罩、仪表盘透明件

精密齿轮模：微型塑料齿轮成型

外观件模具：手机外壳、家电面板

2. 特殊应用场景

医疗器械成型模具

微细结构电子接插件模具

精密橡胶模具

工艺品电铸模基材

五、热处理工艺体系

1. 标准处理流程

固溶处理：880±10℃×2h→空冷(HB 280-320)

时效处理：510±10℃×6h→空冷(峰值硬度)

2. 先进工艺方案

双重时效：460℃×4h+520℃×4h(提高韧性)

深冷处理：-70℃×24h(提升尺寸稳定性)

表面硬化：气体氮化(表面硬度≥1000HV)

六、加工工艺要点

1. 机加工规范

粗加工：推荐切削速度80-120m/min

精加工：应采用锋利的PVD涂层刀具

EDM加工：需进行160℃×4h去应力回火

2. 表面处理技术

抛光工艺：钻石研磨膏逐级抛光至#15000目

纹理蚀刻：推荐采用光化学蚀刻技术

镀层处理：可进行非晶碳镀层(DLC)处理

七、与同类材料对比

与NAK80对比

性能指标10Ni3MnCuAlNAK80(JIS)

硬度HRC38-4238-41

抛光性★★★★★★★★★☆

蚀刻性优良

切削性良好优秀

成本比1.01.8

八、典型应用案例

智能手机后盖模具

产品要求：0.5μm级镜面，精细纹理蚀刻

模具寿命：可达100万模次以上

维护周期：每50万次抛光维护一次