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H13热作模具钢的详细介绍
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2022-01-13 | 50 次浏览 | 分享到:
H13热作模具钢的详细介绍


  H13热作模具钢的详细介绍

  

  H13钢是一种碳铬钼硅钒热作模具钢,符合标准GB/T1299-2000。它在世界上应用广泛,在中温(~ 540℃)下综合性能好,淬透性高(可在空气中硬化),热处理变形率低,性能和使用寿命高于3Cr2W8V。H13热模具钢热模具钢适用于制造锻压模、热挤压模和冲击载荷大的精锻模。铝、铜及其合金等压铸模具。H13热作模具钢热作模具钢为电渣重负荷钢,淬透性和抗热裂性高,碳、钒含量高,耐磨性好,韧性相对减弱,耐热性好,较高温度下强度和硬度好,耐磨性和韧性高,综合力学性能优异,回火稳定性高。

  

模具钢


  特征:

  

  H13热作模具钢是应用最广泛、最具代表性的热作模具钢。其主要特点是:

  

  1.具有高淬透性和高韧性;

  

  2.优异的抗热裂性能,可在工作场所水冷;

  

  3.具有中等耐磨性,可采用渗碳或渗氮工艺提高其表面硬度,但抗热裂性应稍有降低;

  

  4.由于含碳量低,回火时二次硬化能力差;

  

  5.在较高温度下具有抗软化能力,但当使用温度高于540℃(1000℉)时(即容许工作温度为540℃),硬度迅速下降;

  

  6.热处理变形小;

  

  7.中高切削性;

  

  8.抗脱碳能力中等。

  

  9.更值得注意的是,它还可以用来制造航空工业中的重要部件。

  

  H13热作模具钢详细介绍

  

  热处理:

  

  ●退火工艺:

  

  H13热作模具钢属于过共析钢,采用常规完全退火或等温球化退火。

  

  (1)H13热作模具钢的完整退火工艺为:850 ~ 900 E @ 3 ~ 4小时,保温后在炉内冷却至500e以下,出炉空冷。

  

  (2)等温球化退火工艺:845 ~ 900℃×2 ~ 4h/炉冷却+700 ~ 740℃×3 ~ 4h/炉冷却、[40℃ /h、[500℃出炉空冷;

  

  (3)对于质量要求较高的H13热作模具钢模具,还应进行防止白点的退火,工艺周期长;

  

  (4)形状复杂的模具,粗加工后应进行一次去应力退火:600~650e@2h/炉冷却;

  

  (5)模具热处理后,如果模具型腔被研磨!而WEDM会在模具表面形成一层厚度约10~30Lm的白色淬火马氏体层,也称/异常层0。由于白层内应力大,淬火马氏体本身脆性大,磨削时表面容易产生微裂纹和磨削裂纹,因此磨削后最好在回火温度50e以下进行应力消除退火,以消除磨削应力,并对表面可能形成的淬火马氏体进行回火和增韧。常规球化退火处理的H13热作模具钢锻件碳化物组织极不均匀,存在严重的晶间碳化物链,可通过反复球化退火或奥氏体化、快速冷却(正火)再球化退火来实现。

  

  ●淬火工艺:

  

  H13热作模具钢可以用盐浴炉淬火回火!真空炉和流动粒子炉加热,模具表面光滑,热处理变形小,零件寿命长,特别是外加热刚玉流动粒子炉保护加热吸收了盐浴炉和真空炉加热的共同优点,非常适合热作模具钢的热处理加热。

  

  以盐浴炉为加热设备的H13热作模具钢一般淬火工艺为:40~500℃预热(0。5min/mm),650~840e预热(0。5min/mm) 1020~1050度奥氏体化(0。25~0。45分钟/毫米)。保温后可根据使用性能要求采用空气淬火、油淬火、气体淬火或分级淬火,分级温度可为500~540度(0。25分钟/毫米).

  

  为了获得最高的红色硬度,奥氏体化温度上限可用于对断裂韧性、热疲劳抗力和热耐磨性要求较高的模具,奥氏体化温度下限应用于变形小、晶粒细小、冲击韧性高的模具,以获得最佳的韧性,防止开裂。淬火保温时间的优化应保证组织转变的完成和合金元素所需的固溶度。如果淬火时间太短,H13热模具钢的红色硬度和抗回火性能会降低。H13热作模具钢的淬火温度高于退火温度,应采取措施防止氧化脱碳,保证加热质量。

  

  H13热作模具钢淬火组织为板条马氏体+未溶解碳化物+残余奥氏体。

  

  H13热作模具钢详细介绍

  

  ●回火工艺:

  

  H13热作模具钢淬火后应回火2~3次,以获得所需的力学性能。淬火后,模具温度低于70e时应尽快回火,这对于尺寸大、形状复杂的热作模具尤为重要。同时,为了避免热作模具回火时残余应力的重新产生,回火加热和冷却应缓慢进行。

  

  H13热作模具钢的回火工艺应根据热作模具的工作条件和具体失效模式来确定回火温度和硬度。一般优质H13热作模具钢在54~650度× 3h的高温下回火,以提高模具韧性,降低模具中残余奥氏体(AR)转变引起的脆性。然而,高温回火容易造成热加工模具的热磨损和塌陷失效。

  

  实践证明,H13热作模具钢,中低温350度左右回火,在芯部具有良好的强韧性匹配和热疲劳性能,同时不会出现蓝脆现象。中低温回火存在较高量的AR,对弥补韧性不足有一定作用。AR的存在可以使材料在断裂过程中吸收更多的能量,改变裂纹扩展方向和裂纹尖端的应力应变状态,从而提高钢的韧性。

  

  值得注意的是,H13热作模具钢在425~520e回火,具有二次回火和第二类回火脆性,显著降低了冲击韧性。这是由于回火时马氏体板条之间析出较大的碳化物,回火后AR转变为马氏体所致。

  

  消除或降低回火脆性的措施包括:

  

  (1)应选择冶金质量好的!高纯度钢坯锻造;

  

  (2)热处理过程中,通过热机械处理或临界区淬火获得P、S杂质的之字形晶界结构、细晶和晶界偏析;

  

  (3)采用二次回火,二次烧成温度比一次回火温度低10e左右,保温时间缩短20%~25%,降低回火脆性;

  

  (4)完全避免在脆性开发区回火。H13热作模具钢回火后的最终热处理组织为:回火马氏体+少量碳化物,600e以下回火时残留马氏体板条;当回火温度高于650e时,马氏体形态会逐渐消失并转变为回火马氏体,导致H13热作模具钢的热强度严重劣化。

  

  H13热作模具钢用途:

  

  H13热作模具钢用于制造锻模、热挤压模和冲击载荷大的精锻模。铝、铜及其合金等压铸模具。


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