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關于H13模具鋼的鍛造及熱處理
作者:admin  更新時間:2019-07-09
關于H13模具鋼的鍛造及熱處理
       1.H13模具鋼簡介        
   H13是美國牌號的模具鋼,是一種中碳中合金的熱作模具鋼,其成分約與日本的SKD61和瑞典一勝百ASSAB8407相當,我國與之相對應的牌號為4Cr5MoV1Si,但國產的4Cr5MoV1Si模具鋼雖然主加合金元素大體上與上述幾種國外牌號相當,其含碳量范圍在0.32~0.42%之間,而國外進口的類似鋼中含碳量基本上控制在0.39~0.40%之間,同時,限于我國的國情和鋼鐵冶煉水平,國產的4Cr5MoV1Si熱作模具鋼,其內在品質是無法與上述幾種進口牌號的模具鋼相媲美的。
      2.H13模具鋼的應用概況
  隨著改革開放的發展和大量進口鋼材的不斷涌入,在上世紀80年代初,我國的一些鋼廠相繼開發了牌號為4Cr5MoV1Si模具鋼,算是對進口的同類牌號熱模鋼的回應。
  但自從這種模具鋼在我國問世以來,不少業界人士夸大它的作用,大有淘汰3Cr2W8V的趨勢,實際上4Cr5MoV1Si和3Cr2W8V各有所長。例如,在高溫機械性能(高溫強度和硬度)方面,在550~650℃時,4Cr5MoV1Si優于3Cr2W8V,但在650~700℃時,3Cr2W8V就明顯優于4Cr5MoV1Si;對于熱疲勞抗力而言,4Cr5MoV1Si熱應變較分散,便于發展成龜裂,而3Cr2W8V則相反,熱應變較集中,便于主裂紋擴展。
  4Cr5MoV1Si作為一種新型熱作模具鋼,在我國剛問世的一段時期,主要用于鋁合金的壓鑄模,而且在應用方面,與3Cr2W8V相比較,顯示了明顯的優勢,但在用于熱鍛模方面,其優勢就不像是業界人士(尤其是鋼材供應商)所夸大的那么優秀。
3.H13模具鋼的鍛造要點
  澆鑄所得鋼錠,在連續加熱爐中加熱,其工藝規程為:在800~900℃預熱2小時,再升溫至1130~1180℃保溫0.5~2.0小時,隨鑄錠大小及頭火、二道火而定,小錠及頭火可少些,大錠及二道火取大值。出爐溫度為1140~1190℃。
  鋼錠加熱后即上錘鍛造,先錘成比鋼材尺寸大10mm的方坯。鋼錠上錘后先用快錘輕打,再重錘慢打的方法,上鐵量要均勻,每次進給量為砧子寬的1/3~1/2為宜。壓下量要均勻,發現裂口要及時刻掉,以防擴大。鋼坯要倒棱角10~20mm,分塊端部要切齊。鍛后需經退火、酸洗和研磨。
  紅坯要及時退火,入爐溫度應>400℃,其退火工藝為:升溫到860±10℃,保溫4小時,然后以60~80℃/時速度緩冷,到低于550℃時出爐空冷。
  退火后進行酸洗,其目的是暴露缺陷。然后用研磨的方法清除其表面所有缺陷。
  從鋼坯到鍛材間又需要加熱及鍛造,但鋼坯的加熱溫度要比鋼錠低20~30℃。鍛后需進行紅退火,其退火工藝為:以每小時60~80℃的速度升溫到860±10℃時,保溫2小時,然后再以40~60℃的速度/時速度冷卻到740±10℃,再保溫4小時,然后以40~60℃的速度/時速度冷卻,到低于550℃時出爐空冷。退火后仍需用酸洗暴露其缺陷,并通過研磨清除干凈,檢驗合格后方可使用。
      4.H13模具鋼的熱處理概論
  4Cr5MoV1Si用于制造壓鑄模時,其淬火溫度常在1020~1040℃之間選擇,冷卻介質為油或空氣(空冷淬火只適用于幾何尺寸較小的模塊),淬火油溫控制在20~80℃,冷卻到室溫,淬火后硬度為56~58HRC
  其回火工藝為:通常采用兩次回火,第二次回火溫度應比第一次低20℃。由于壓鑄模使用硬度在45~50HRC范圍壽命為宜,所以,其回火溫度推薦用560~580℃,用鹽浴爐或空氣爐加熱保溫2小時,然后空氣冷卻,回火后硬度一般在47~49HRC范圍。
  4Cr5MoV1Si用于制造熱鍛模時,其淬火溫度常在1060~1080℃之間選擇,冷卻介質為油或空氣(空冷淬火只適用于幾何尺寸較小的模塊),淬火油溫控制和淬火后硬度為56~58HRC,其回火溫度應根據設計要求的硬度來選擇。根據4Cr5MoV1Si的合金化特點,該材料具有回火二次硬化特點,其二次硬化的峰值硬度對應的回火溫度為500℃左右,隨著所選擇的淬火溫度的提高,其峰值硬度所對應的回火溫度稍稍向左(低)偏移。


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