H13模具钢性能分析及热处理工艺_模具钢材_

H13简介

H13是热作模具钢，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，

Si0.80~1.20，

Mn0.20~0.50，

Cr 4.75~5.50，

Mo1.10~1.75，

V 0.80~1.20，

p ≤ 0.030，

S ≤ 0.030。

用途

H13模具钢用于制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。引进美国H13热作模具钢空淬硬化。其性能、用途和用途4Cr5MoSiV钢基本相同，但由于钒含量较高，中温(600度)的性能比较高4Cr5MoSiV钢是热作模具钢中广泛使用的代表性钢号。

特性

电渣重熔钢，具有高淬火和耐热裂纹能力，含碳和钒含量高，耐磨性好，韧性相对较弱，耐热性好，强度和硬度高，耐磨韧性高，综合力学性能优异，抗回火稳定性高。

硬度分析

淬火钢的基体硬度取决于钢中碳含量与淬火钢硬度的关系曲线，H13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的基体，导致固体溶解和强化。另一部分碳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，该合金碳化物除少量残留外，还需要在淬火马氏体基体上进行两次硬化。因此，热作模具钢的性能由残留合金碳化合物和回火马氏体的组织均匀分布决定。可以看出，钢中的含量C量不宜过低。

H13热处理工艺

1.预热处理

市场供应H13钢和模坯在钢厂已经进行了退火热处理，以确保良好的金相组织，适当的硬度，良好的加工，不需要退火。但厂家改造锻造后，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890℃加热保温2h，降温到740～760℃等温4h，炉冷到500℃左右出炉。

2.淬火及回火

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

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

回火应进行两次500℃回火时出现回火二次硬化峰，回火硬度更高55HRC左右，但韧性更差。因此，回火工艺应避开500℃左右为宜。在540~620℃范围内回火较好。

淬火加热应预热两次(600~650℃，800～850℃），以减少加热过程中产生的热应力。

3.化学热处理

H13如果钢的气体渗氮或氮碳共渗可以进一步加强模具，但其氮化温度不应高于回火温度，以确保心脏强度不会降低

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