h13热作模具钢,H13模具钢铸造工艺研究及热处理手段

　　H13钢是国外型号，等同于我们**的4Cr5MoSiV1钢，是5%Cr系里的中碳中铝合金热作模具钢，已大批量用以热锻模具。该钢具有优良的延展性良好的冷热交替疲惫性能，在600℃工作中情况下的机械设备性能与常温下的机器性能基本一致，适用制造操作温度在600℃下列，对韧性和塑性要求高的模具。

　　用H13钢取代5CrNiMo、5CrMnMo制造汽车连杆、传动轴的锻模，模具使用期限有明显增强，要用钢制造的铝合金铸造模具和铝型材挤压模具的使用期也比较高。此外，该钢还能够作塑胶模具。现阶段，该铝的优质性能已经在中国获得了普遍认可，使用量已逐年上升。可是，H13铝的锻造工艺性能差，其锻造环境温度窄小，仅有150-200℃。因为该钢硬而脆，锻造时非常容易开裂。假如锻造工艺分配不合理，会产生废料。现阶段我国锻造此铝的工作经验非常少，因此经我司相关工程技术员集体研究科学研究，建立了一套更理想的锻造工艺计划方案。尽量避免裂痕造成的概率，从而减少不合格率。

　　H13钢的化学成分如下所示：%

　　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；

　　便携式X射线荧光分析仪可以快速鉴别H13模具钢牌号

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　　H13钢锻造工艺科学研究

　　从H13成分能够得知，它含有较高的铬、钼和钒。它铬成分是其他常见模具钢如5CrNiMo、5CrMnMo铬相对含量4-5倍，它钼成分都是5CrNiMo、5CrMnMo钼相对含量4-5倍，H13铝的钒成分是常见模具钢如3Cr2W8V钒相对含量3-4倍。根据相关材料详细介绍，当钼成分小于0.6%时，铝的硬度和韧性随钼相对含量的增加提升，铝的可塑性也随钼相对含量的增加升高，但是当钼成分高过0.6%时，铝的硬度和韧性随钼相对含量的增加提升，而铝的可塑性逐渐随钼相对含量的增加降低。在一般碳素钢中，钒含量一般不超过0.3%，若钒成分越大，则钢的强度、强度越大，变形抗力越多。因而，该钢变型艰难，而且在锻造环节中非常容易开裂。

　　一、锻H13钢开裂的主要原因有以下几点状况

　　1、胚料装炉温度太高

　　该铝的传热性能差。假如温度控制太高，胚料装炉后，胚料表层与芯部昼夜温差大，导致热应力太大开裂。

　　2、加温温度太高

　　当加热温度高过1150℃时，胚料的晶体易粗壮，锻造时，受到打击位置因为严厉打击效用而温度上升，导致部分晶粒粗大加重而开裂。

　　3、终锻温度低

　　当锻造温度过低900℃时，此铝的变形抗力扩大，应该钢硬而脆，强制严厉打击易开裂。

　　4、严厉打击效用

　　在镦粗时，假如L＜D＜2L（在其中D为胚料孔径，L为先砧总宽），则胚料芯部受到打击时间久，因为严厉打击效用，胚料芯部温度上升，芯部与其说四周的温度差扩大，导致热应力太大但在胚料芯部造成弧型裂痕。

　　5、边角裂痕

　　锻造时，因为胚料边角处温度下降快，使之变形抗力扩大，易在边角周边开裂。

　　6、锻后制冷不合理

　　二、锻H13钢造成提升铸钢件的产出率该怎么做

　　锻造后，假如铸钢件制冷速度太快，铸钢件的表面芯部所产生的昼夜温差大，因为锻造后组织应力和抗弯刚度累加，导致热应力过大且开裂。

　　因此，在锻造工艺上，对于裂痕所产生的各种各样概率，大家各自采取相应对策，防止裂痕的形成，提升铸钢件的产出率。

　　1、超低温装炉

　　装炉时，温度控制远低于500℃。冬天提前准备加热铸钢件更好提前48钟头运到房间内，等它温度达到室内温度后才可装炉。

　　2、严格把控加热温度

　　用持续高温红外测温仪操纵，保证加热温度不得超过顶温1150℃。

　　3、严格把控锻造环境温度

　　用持续高温红外测温仪操纵锻造温度是900-1100℃范围之内。在这里区间，该铝的可塑性不错。若胚料温度过低900℃，一定要返炉加温，适当调整锻造火次。

　　4、勤旋转

　　锻造时，对胚料要常旋转，防止部分受到打击时间太长，造成严厉打击效用。

　　5、勤倒棱

　　锻造时，对胚料要常倒棱，尽量避免边角的总数。

　　6、锻后缓冷

　　锻后对铸钢件采用灰冷的形式进行迟缓制冷。

　　三、H13模具钢热处理

　　H13模具钢有较高的延展性、切削性能和耐热冷疲惫性能，不易产生热疲劳裂纹。这一特点都是由H13热处理方法决定的。

　　1、淬火工艺

　　H13模具钢归属于共析，选用基本完全退火或等温过程去应力退火。H13模具铝的彻底淬火工艺为:850～900℃×3～4h，隔热保温完成后随炉冷到500℃下列公布风冷;等温过程去应力退火艺:845～900℃×2～4h/炉冷 700～740℃×3～4h炉冷，≤40℃/h，≤

　　2、热处理工艺

　　H13模具铝的淬火回火加工工艺可以采取渗碳炉、真空烧结炉和流动性颗粒炉加温，模具表面光滑，热处理工艺变型小，零件使用寿命长。尤其是外快热式钢玉流动性颗粒炉维护加温，吸取渗碳炉和真空烧结炉加热一同优势，非常适合热作模具钢的热处理加温。

　　H13模具钢选用渗碳炉做为加温设备后的通用性热处理工艺是:400～500℃加热，650～840℃加热，1020～1050℃奥氏体化，隔热保温完成后可视性应用性能规定选用空淬、油淬、气淬或分级淬火，等级分类环境温度可用500～540℃。

　　3、回火工艺

　　H13模具钢淬火后该开展2～3次淬火，以求得到所规定的结构力学性能。热处理后模具温度是小于70℃的时候就应尽早淬火，这会对规格比较大、样子繁杂的热作模具至关重要。与此同时，为防止热作模具淬火时再次造成剩余应力，淬火加热和制冷应慢慢开展。

　　H13模具铝的回火工艺应依据热作模具的工作性质和实际的无效形状来决定回火温度和强度。一般高品质H13模具钢大多数选用540～650℃×3h高温回火，以提升模具的韧性降低屈氏体(Ar)在模具钢中发生转变而造成延性。