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关于H13模具钢的锻造及热处理
作者:admin  更新时间:2019-07-09
关于H13模具钢的锻造及热处理
       1.H13模具钢简介        
   H13是美国牌号的模具钢,是一种中碳中合金的热作模具钢,其成分约与日本的SKD61和瑞典一胜百ASSAB8407相当,我国与之相对应的牌号为4Cr5MoV1Si,但国产的4Cr5MoV1Si模具钢虽然主加合金元素大体上与上述几种国外牌号相当,其含碳量范围在0.32~0.42%之间,而国外进口的类似钢中含碳量基本上控制在0.39~0.40%之间,同时,限于我国的国情和钢铁冶炼水平,国产的4Cr5MoV1Si热作模具钢,其内在品质是无法与上述几种进口牌号的模具钢相媲美的。
      2.H13模具钢的应用概况
  随着改革开放的发展和大量进口钢材的不断涌入,在上世纪80年代初,我国的一些钢厂相继开发了牌号为4Cr5MoV1Si模具钢,算是对进口的同类牌号热模钢的回应。
  但自从这种模具钢在我国问世以来,不少业界人士夸大它的作用,大有淘汰3Cr2W8V的趋势,实际上4Cr5MoV1Si和3Cr2W8V各有所长。例如,在高温机械性能(高温强度和硬度)方面,在550~650℃时,4Cr5MoV1Si优于3Cr2W8V,但在650~700℃时,3Cr2W8V就明显优于4Cr5MoV1Si;对于热疲劳抗力而言,4Cr5MoV1Si热应变较分散,便于发展成龟裂,而3Cr2W8V则相反,热应变较集中,便于主裂纹扩展。
  4Cr5MoV1Si作为一种新型热作模具钢,在我国刚问世的一段时期,主要用于铝合金的压铸模,而且在应用方面,与3Cr2W8V相比较,显示了明显的优势,但在用于热锻模方面,其优势就不像是业界人士(尤其是钢材供应商)所夸大的那么优秀。
3.H13模具钢的锻造要点
  浇铸所得钢锭,在连续加热炉中加热,其工艺规程为:在800~900℃预热2小时,再升温至1130~1180℃保温0.5~2.0小时,随铸锭大小及头火、二道火而定,小锭及头火可少些,大锭及二道火取大值。出炉温度为1140~1190℃。
  钢锭加热后即上锤锻造,先锤成比钢材尺寸大10mm的方坯。钢锭上锤后先用快锤轻打,再重锤慢打的方法,上铁量要均匀,每次进给量为砧子宽的1/3~1/2为宜。压下量要均匀,发现裂口要及时刻掉,以防扩大。钢坯要倒棱角10~20mm,分块端部要切齐。锻后需经退火、酸洗和研磨。
  红坯要及时退火,入炉温度应>400℃,其退火工艺为:升温到860±10℃,保温4小时,然后以60~80℃/时速度缓冷,到低于550℃时出炉空冷。
  退火后进行酸洗,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。
  从钢坯到锻材间又需要加热及锻造,但钢坯的加热温度要比钢锭低20~30℃。锻后需进行红退火,其退火工艺为:以每小时60~80℃的速度升温到860±10℃时,保温2小时,然后再以40~60℃的速度/时速度冷却到740±10℃,再保温4小时,然后以40~60℃的速度/时速度冷却,到低于550℃时出炉空冷。退火后仍需用酸洗暴露其缺陷,并通过研磨清除干净,检验合格后方可使用。
      4.H13模具钢的热处理概论
  4Cr5MoV1Si用于制造压铸模时,其淬火温度常在1020~1040℃之间选择,冷却介质为油或空气(空冷淬火只适用于几何尺寸较小的模块),淬火油温控制在20~80℃,冷却到室温,淬火后硬度为56~58HRC
  其回火工艺为:通常采用两次回火,第二次回火温度应比第一次低20℃。由于压铸模使用硬度在45~50HRC范围寿命为宜,所以,其回火温度推荐用560~580℃,用盐浴炉或空气炉加热保温2小时,然后空气冷却,回火后硬度一般在47~49HRC范围。
  4Cr5MoV1Si用于制造热锻模时,其淬火温度常在1060~1080℃之间选择,冷却介质为油或空气(空冷淬火只适用于几何尺寸较小的模块),淬火油温控制和淬火后硬度为56~58HRC,其回火温度应根据设计要求的硬度来选择。根据4Cr5MoV1Si的合金化特点,该材料具有回火二次硬化特点,其二次硬化的峰值硬度对应的回火温度为500℃左右,随着所选择的淬火温度的提高,其峰值硬度所对应的回火温度稍稍向左(低)偏移。


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