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熱作H13模具鋼有哪些用途和特性?

點(diǎn)擊次數(shù):848  更新時(shí)間:2023-07-25

合金工具鋼簡(jiǎn)稱(chēng)合工鋼,是在碳工鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素而形成的鋼種。其中合工鋼包括:量具刃具用鋼、耐沖擊工具用鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼、無(wú)磁模具鋼、塑料模具鋼。


熱作模具鋼.jpg


H13是熱作模具鋼,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T1299—2000。


統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)T20502。牌號(hào)4Cr5MoSiV1。


H13模具鋼化學(xué)成分


C0.32~0.45,Si0.80~1.20,  Mn0.20~0.50, Cr4.75~5.50,    


Mo1.10~1.75, V0.80~1.20,  p≤0.030,    S≤0.030;


H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼,在世界上的應(yīng)用非常普遍,各國(guó)許多學(xué)者對(duì)它進(jìn)行了廣泛的研究,并在探究化學(xué)成分的改進(jìn)。鋼的應(yīng)用廣泛和具有優(yōu)良的特性,主要由鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)然鋼中雜質(zhì)元素必須降低,有資料表明,當(dāng)Rm在1550MPa時(shí),材料含硫量由0.005%降到0.003%,會(huì)使沖擊韌度提高約13J。


十分明顯,NADCA 207-2003標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定:優(yōu)級(jí)(premium)H13鋼含硫量小于0.005%,而超級(jí)(superior)的應(yīng)小于0.003%S和0.015%P。


H13模具鋼特性


電渣重熔鋼,該鋼具有高的淬透性和抗熱裂能力,該鋼含有較高含量的碳和釩,耐磨性好,韌性相對(duì)有所減弱,具有良好的耐熱性,在較高溫度時(shí)具有較好的強(qiáng)度和硬度,高的耐磨性的韌性,優(yōu)良的綜合力學(xué)性能和較高的抗回火穩(wěn)定性。


H13模具鋼用途


H13模具鋼系引進(jìn)美國(guó)的H13空淬硬化熱作模具鋼。用于制造沖擊載荷大的鍛模,熱擠壓模,精鍛模;鋁、銅及其合金壓鑄模。


其性能、用途和4Cr5MoSiV鋼基本相同,但因其釩含量高一些,故中溫(600度)性能比4Cr5MoSiV鋼要好,是熱作模具鋼中用途很廣泛的一種代表性鋼號(hào)。


H13模具鋼硬度分析


鋼中含碳量決定淬火鋼的基體硬度,按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線(xiàn)可以知道,H13模具鋼淬火硬度在55HRC左右。對(duì)工具鋼而言,鋼中的碳一部分進(jìn)入鋼的基體中引起固溶強(qiáng)化。另外一部分碳將和合金元素中的碳化物形成元素結(jié)合成合金碳化物。


對(duì)熱作模具鋼,這種合金碳化物除少量殘留的以外,還要求它在回火過(guò)程中在淬火馬氏體基體上彌散析出產(chǎn)生兩次硬化現(xiàn)象。從而由均勻分布的殘留合金碳化合物和回火馬氏體的組織來(lái)決定熱作模具鋼的性能。由此可見(jiàn),鋼中的含C量不能太低。


H13模具鋼熱處理工藝


1. 化學(xué)熱處理


H13鋼若進(jìn)行氣體滲氮或氮碳共滲可使模具進(jìn)一步強(qiáng)化,但其氮化溫度不應(yīng)高于回火溫度,以保證心部強(qiáng)度不降低,從而提高模具的使用壽命。


2. 預(yù)先熱處理


市場(chǎng)上供應(yīng)的H13鋼鋼材和模坯,在鋼廠都已作好退火熱處理,保證了具有良好的金相組織,適當(dāng)?shù)挠捕龋己玫募庸ば?,無(wú)需再進(jìn)行退火。但制造廠進(jìn)行改鍛后破壞了原來(lái)的組織和性能,增加了鍛造應(yīng)力,必須進(jìn)行重新退火。

等溫球化退火工藝為:860~890℃加熱保溫2h,降溫到740~760℃等溫4h,爐冷到500℃左右出爐。


3. 淬火及回火


要求韌性好的模具淬火工藝規(guī)范:加熱溫度1020~1050℃,油冷或空冷,硬度54~58HRC;要求熱硬性為主的模具淬火工藝規(guī)范、加熱溫度1050~1080℃,油冷,硬度56~58HRC 


推薦回火溫度


530~560℃,硬度48~52HRC;回火溫度560~580℃;硬度47~49HRC。


回火應(yīng)進(jìn)行兩次。在500℃回火時(shí),出現(xiàn)回火二次硬化峰,回火硬度最高,峰值在55HRC左右,但韌性最差。因此,回火工藝應(yīng)避開(kāi)500℃左右為宜。根據(jù)模具的使用需要,在540~620℃范圍內(nèi)回火較好。 


淬火加熱應(yīng)進(jìn)行兩次預(yù)熱(600~650℃,800~850℃),以減少加熱過(guò)程產(chǎn)生熱應(yīng)力。

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