H13模具钢性能解析及热处理工艺

　　原标题：H13模具钢性能分析及热处理工艺

　　H热作模具钢，执行标准GB/T1299—2000，牌号4Cr5MoSiV1。

　　合金工具钢，简称合工钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。合工钢包括：量具刃钢、耐冲击工具钢、冷模钢、热模钢、无磁模钢、塑料模钢。

　　化学成分：

　　C 0.32~0.45，

　　Si 0.80~1.20，

　　Mn 0.20~0.50，

　　Cr 4.75~5.50，

　　Mo 1.10~1.75，

　　V 0.80~1.20，

　　p ≤ 0.030，

　　S ≤ 0.030。

　　用途：

　　H13模造冲击载荷大的锻模、热挤压模、精锻模；铝、铜及其合金压铸模。

　　用途：

　　H13模具钢用于制造冲击载荷大的锻造模具、热挤压模具模；铝、铜及其合金压铸模。引进美国H13空淬硬化热作模具钢。性能、用途和4Cr5MoSiV钢基本相同，但由于钒含量高，中温(600度)性能比4Cr5MoSiV钢是热作模具钢中广泛使用的代表性钢号。

　　硬度分析：

　　淬火钢的基体硬度取决于碳含量与淬火钢硬度的关系曲线，H模具钢淬火硬度为55HRC左右。对于工具钢，钢中的部分碳进入钢基体，导致固溶性增强。碳的另一部分将与合金元素中的碳化物形成元素结合成合金碳化物。对于热作模具钢，除少量残留物外，合金碳化物还需要在回火过程中两次硬化淬火马氏体基体。因此，热作模具钢的性能取决于残留合金碳化合物和回火马氏体的组织均匀分布。因此，钢中的C含量不宜过低。

　　H13热处理工艺：

　　1.预热处理

　　市场供应H钢厂退火热处理13钢和模坯，保证金相组织良好，硬度适当，加工性好，无需退火。但改锻后，厂家破坏了原有的组织和性能，增加了锻造应力，必须重新退火。

　　等温球化退火工艺为860~890℃加热保温2h，降温到740～760℃等温4h，炉冷到500℃左右出炉。

　　二、淬火及回火

　　模具淬火工艺规范：1020~1050加热温度℃，油冷或空冷，硬度54~58HRC；加热温度为1050~1080℃，油冷，硬度56~58HRC。

　　回火温度：530~560℃，硬度48～52HRC；回火温度560～580℃；硬度47～49HRC。

　　回火应进行两次。5

　　淬火加热应预热两次(600~6500℃，800～850℃），减少加热过程中产生的热应力。

　　3.化学热处理

　　H13钢氮或氮碳共渗可进一步加强模具，但其氮化温度不应高于回火温度，以确保心脏强度不降低，从而提高模具的使用寿命。

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