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國外新型熱作模具鋼及其熱處理工藝

時間:2017-9-25 9:38:00   來源:中國模具網   添加人:admin

  熱作模具是在高溫下加壓、強迫金屬在型腔中流動成型的工具。為适應熱作模具惡劣的工作環境,提高使用壽命,要求優質的熱作模具鋼應具有高的熱強度、良好的耐回火性、高的韌性和塑性、小的熱膨脹系數和好的導熱性等優異的力學性能和使用性能。

  第1代熱作模具鋼主要包括5CrNMo、5QMnMo和3Cr2W8V鋼,自30年代初在工業中應用後至今仍廣為應用,已經積累了豐富的冶煉、鍛造、機械加工和熱處理工藝經驗;第2代熱作模具鋼則是以美國的人61隻10、隻11、隻12、隻13鋼系列為代表,尤其以隻13鋼受歡迎;第3代熱作模具鋼是瑞典UDDEH0LM公司研制的UHBQRO 90SUPREME鋼被稱之是20世紀90年代新型優質熱作模具鋼,不僅現在、乃至21世紀初都将成為熱作模具的主選鋼種,已在美國、日本、德國、瑞典等發達國家得到廣泛應用。

  一般情況下,H13鋼常用作熱擠壓模、鋁合金的壓鑄模和塑料模,使用溫度<600C;還可以用作冷擠凹模、冷擠鋼管環形模、頂件等,是冷熱兼用的模用鋼。當工作溫度> 0C時,如某些鋼和銅的熱擠壓模具及銅合金的壓鑄模,其表層受熱溫度可達700C甚至更高,此時H13鋼就不太合适,而應該使用熱強性較好的3C2W8V型的H10鋼或使用性能更加優異的UHBQRO熱作模具鋼。

  1.2H13鋼的常規熱處理工藝1.21退火工藝H13鋼屬于過共析鋼,可以采用完全退火或等溫球化退火。(1)完全退火工藝:850 ~900°CX3~4h,保溫結束後随爐冷到500C以下出爐空冷;等溫球化退火工藝:845~900°CX2~4h/爐冷+700 3~4h/爐冷<40°0<5001出爐空冷;形狀複雜的模具,在粗加工後應進行一次去應力退火,600~650°CX2h/爐冷。

  H13鋼經退火後,适宜的組織是由球狀珠光體和少量粒狀碳化物組成,要求熱處理硬度< 1.22淬火工藝H13鋼的淬火回火工藝,可以采用鹽浴爐、真空爐和流動粒子爐加熱,模具表面光潔、熱處理變形小,零件壽命長。

  90SUPREME鋼推薦的熱處理工藝見表2. H13鋼淬火時可采用空淬、氣淬、油淬或者500~540°C分級淬火;再是QRO 90SUPREME鋼的成本與H13鋼接近,有較好的經濟性。目前,瑞典UDDEHOLM公司已用新的UHBQR3 90SUPREME鋼的熱處理工藝理論和實踐證明,QR390SUPREME鋼(包括QRO80M鋼)與H13鋼可以實施同樣的熱處理工藝方法,甚至能使用同樣的奧氏體化溫度(表2),這就意味着,任何一種針對H13鋼所研究出的更佳的熱處理新工藝,如高溫淬火、雙重淬火、控制冷卻速度淬火、深冷處理及複合化學處理,也可以運用于QR390SUPREME鋼,這是具重要、有實際意義的結論。

  QRQ90SUPREME鋼與H13鋼比較在一些重要的性能上得到了改進和提高上海交通大學學報,1993黃春峰。新型熱作模具鋼H13的熱加工工藝研究。金屬熱處理,1997(1):25-28.熊劍。國外熱處理技術。北京:冶金工業出版社,1990:38-劉以寬。熱作模具的選材及H13鋼的應用上海金屬,1986,(6):

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