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压铸模具钢材有哪些型号?铝合金压铸模具如何热处理?
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2022-08-04 | 27 次浏览 | 分享到:
压铸模具钢材有哪些型号?铝合金压铸模具如何热处理?


  压铸模具钢材有哪些型号?铝合金压铸模具如何热处理?

  

  我国铝合金压铸模具多年来一直采用3Cr2W8V钢。虽然这种钢具有良好的高温强度和热硬度,但其韧性和抗热疲劳性差是一个主要弱点,这导致用这种钢制成的模具过早出现热疲劳裂纹和快速膨胀,从而影响产品质量。

  

模具钢


  4Cr5MoSiV1(简称H13)是一种新型热作模具钢,作为一种空冷淬硬热作模具钢在国际上广泛使用。H13钢热强硬度高,韧性高,耐冷热疲劳,不易产生热疲劳裂纹。即使出现热疲劳裂纹,也是又细又短,不容易扩展。H13钢模具的使用寿命大大延长。在使用温度不超过600℃的情况下,使用寿命远高于3CrW8V。应选择4Cr5MoSiV钢。H13退火模具毛坯,硬度192~229 HBS。

  

  H13钢的化学成分c 0.32—0.45 Mn 0.20—0.50 si 0.80—1.20 gr 4.75—5-5

  

  钼1.10—1.75钒0.80—1.20(%)

  

  制备技术

  

  1.退火过程

  

  H13钢锻造后碳化物的带状偏析有时很严重,常规退火工艺(片状珠光体+少量块状碳化物)无法满足。采用一段时间的高温固溶-等温球化退火工艺(显微组织为球状珠光体+少量弥散的粒状碳化物),碳化物可达到超细级别,碳化物的带状偏析可均匀化,二次碳化物极少。碳化物的不均匀分布得到明显改善甚至消除。

  

  2.淬火过程

  

  根据热作模具的使用特点,淬火温度选择在1020℃。选择淬火温度的目的是获得最关键的性能。高温随着淬火温度的升高而升高,但强度的提高是以牺牲韧性为代价的。淬火温度越高,钢对晶粒生长越敏感。粗晶粒钢的韧性比细晶粒钢差,容易开裂损坏。冷却速度低导致冲击韧性差,容易开裂损坏。低冷却速率导致低冲击韧性。为了获得H13钢的最大冲击韧性,高淬火温度和高冷却速度应适当结合。

  

  铝合金压铸模具的最佳升温速率为每小时200℃。也可以快速预热。预热的目的是防止加热时热应力或相变应力引起的变形,以及800℃左右相变引起的收缩变形。因此,采用二次预热。第一次预热温度为550℃,第二次预热温度为800℃,最后加热至1020℃。

  

  铝合金压铸模采用风冷一次淬火,容易开裂,使用寿命短。采用两步淬火较为理想。与分段淬火工艺相比,第一次盐浴分段淬火的中性盐浴温度分别为500℃和200℃。

  

  3.回火过程

  

  回火稳定性是热作模具钢的主要性能之一,反映了模具钢在高温工作条件下抵抗软化的能力。它与高温硬度、高温强度、抗热疲劳性等有关。提高回火稳定性有助于延长模具的使用寿命。

  

  为防止开裂,模具淬火冷却至100℃左右后应立即回火(特别是形状复杂的模具淬火后应立即回火)。根据模具的工作条件,回火温度一般为550℃-650℃。在500℃附近获得二次硬化,回火硬度最高,约为55HRC。钢的冲击韧性明显降低,出现回火脆性,应该避免。

  

  H13钢的淬火组织为板条马氏体+未熔碳化物和残余奥氏体。为了消除残余应力和残余奥氏体,使马氏体韧化,淬火后的组织必须进行至少两次高温回火。为了避免热作模具回火时残余应力的重新产生,回火后要达到要求的硬度,所以第二次回火必须在比第一次回火温度低10-30℃的较低温度下进行。硬度为44—48HRC,在此类模具的合理硬度范围内。

  

  H13钢在锻造时,其化学成分有时偏析严重,所以淬火后的组织很不均匀,模具内的内应力很大,在使用过程中容易开裂。通过常规退火,获得片状珠光体+片状碳化物。等温球化退火的原始组织在淬火加热过程中通过两端预热为淬火做好了充分的准备。在淬火加热温度下,有细小弥散的合金碳化物为核心,可以大大细化淬火组织。淬火组织的综合力学性能明显提高。采用一级盐浴分步淬火,寿命短且不稳定。与第一阶段盐浴分级淬火相比,第二阶段盐浴分级淬火可以获得更高的冲击韧性、更小的变形和更长的使用寿命。


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