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H13優質熱作模具鋼 % L! r% Z1 @* ~0 H
H13鋼是第2代性能優異的中溫(≤600℃)熱作模具鋼. Z" F" g9 Z; G+ t6 b5 e+ q1 w" M9 S
H13鋼由于化學成分的優化,含有大量Cr、Mo、V等合金元素,基本上能滿足熱作模具所要求的使用性能。H13鋼與高韌性熱作模具5CrNiMo、5CrMnMo相比,具有更高的熱強性、耐熱性和淬透性,因而可用于取代因熱強性不足的5CrNiMo、5CrMnMo鋼來制造熱鍛模以提高使用壽命;與高熱強性熱作模具鋼3Cr2W8V鋼相比,具有高的韌性和抗熱振性,因此,它可以成功地取代因韌性或熱疲勞性不足引起失效的3Cr2W8V鋼來制造熱擠模、熱沖模和壓鑄模[1、4]。; y6 z! c! G+ V* L& M& ?9 D
一般情況下,H13鋼常用作熱擠壓模、鋁合金的壓鑄模和塑料模,使用溫度≤600℃;還可以用作冷擠凹模、冷擠鋼管環形模、頂件等,是冷熱兼用的模用鋼。當工作溫度>600℃時,如某些鋼和銅的熱擠壓模具及銅合金的壓鑄模,其表層受熱溫度可達700℃,甚至更高,此時H13鋼就不太合適,而應該使用熱強性較好的3Cr2W8V型的H10鋼或使用性能更加優異的熱作模具鋼。
! y/ Z3 \1 M; x0 M J' ] H13鋼的常規熱處理工藝6 O3 y2 f& ^! i. N. n) D
退火工藝& ~$ f4 @5 y( v9 R( }
H13鋼屬于過共析鋼,可以采用完全退火或等溫球化退火。(1) 完全退火工藝:850~900℃×3~4h,保溫結束后隨爐冷到500℃以下出爐空冷;(2) 等溫球化退火工藝:845~900℃×2~4h/爐冷+700~740℃×3~4h/爐冷≤40℃/h,≤500℃出爐空冷;形狀復雜的模具,在粗加工后應進行一次去應力退火,600~650℃×2h/爐冷。; W5 g/ T' q$ \( G) F1 @: u/ ^
H13鋼經退火后,適宜的組織是由球狀珠光體和少量粒狀碳化物組成,要求熱處理硬度≤229。
% g) P1 q$ G. b" _' O7 i" B淬火工藝* m' c' B5 G, r, m$ n% {6 y
H13鋼的淬火回火工藝,可以采用鹽浴爐、真空爐和流動粒子爐加熱,模具表面光潔、熱處理變形小,零件壽命長。9 x$ v/ B& [9 V% H0 v, v
優質H13鋼和QRO 90 SUPREME鋼推薦的熱處理工藝見表2。
- u% ^* ~* o* v) h H13鋼淬火時可采用空淬、氣淬、油淬或者500~540℃分級淬火[4]。對于要求高強韌性的模具,要用高的淬冷速度以抑制碳化物的沿晶析出和出現上貝氏體,提高強韌性和回火抗力。但冷卻速度必須控制在不出現淬火開裂和畸變的允許范圍內。 W8 x& {7 g1 b3 l( @6 R9 g/ n2 ]
H13鋼淬火后組織是:板條馬氏體+未溶碳化物+殘余奧氏體,硬度51~55HRC。) b _% F% ^( H6 U- g0 V/ L; V0 ~
回火工藝4 Q( G7 H$ P0 v" ]3 I1 N; {
H13鋼的回火工藝應根據熱作模具的工作條件和具體的失效形態來確定回火溫度和硬度。一般優質H13鋼大多采用540~650℃×3h的高溫回火,以提高模具的韌性和減少殘余奧氏體AR在鋼中發生轉變而引起脆性。
" g$ R; ~. s9 Q7 \% w H13鋼回火后的最終熱處理組織是:回火馬氏體+少量粒狀碳化物,低于600℃回火時仍保持馬氏體板條狀;當回火溫度高于650℃,馬氏體形態逐漸消失,轉變為回火馬氏體,引起熱強性的嚴重惡化。因此,H13鋼是一種性能優異的中溫(<600℃)熱作模具鋼。 |
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