H13模具鋼用于制造沖擊載荷大的鍛模,熱擠壓模,精鍛模;鋁、銅及其合金壓鑄模。
1.預(yù)先熱處理 市場上供應(yīng)的H13鋼鋼材和模坯,在鋼廠都已作好退火熱處理,保證了具有良好的金相組織,適當(dāng)?shù)挠捕龋己玫募庸ば?,無需再進行退火。但制造廠進行改鍛后破壞了原來的組織和性能,增加了鍛造應(yīng)力,必須進行重新退火。
等溫球化退火工藝為:860~890℃加熱保溫2h,降溫到740~760℃等溫4h,爐冷到500℃左右出爐。
2.淬火及回火 要求韌性好的模具淬火工藝規(guī)范:加熱溫度1020~1050℃,油冷或空冷,硬度54~58HRC;要求熱硬性為主的模具淬火工藝規(guī)范、加熱溫度1050~1080℃,油冷,硬度56~58HRC。
推薦回火溫度:530~560℃,硬度48~52HRC;回火溫度560~580℃;硬度47~49HRC。
回火應(yīng)進行兩次。在500℃回火時,出現(xiàn)回火二次硬化峰,回火硬度高,峰值在55HRC左右,但韌性差。因此,回火工藝應(yīng)避開500℃左右為宜。根據(jù)模具的使用需要,在540~620℃范圍內(nèi)回火較好。
淬火加熱應(yīng)進行兩次預(yù)熱(600~650℃,800~850℃),以減少加熱過程產(chǎn)生熱應(yīng)力。
3.化學(xué)熱處理 H13鋼若進行氣體滲氮或氮碳共滲可使模具進一步強化,但其氮化溫度不應(yīng)高于回火溫度,以保證心部強度不降低,從而提高模具的使用壽命。
H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼,在世界上的應(yīng)用極其普遍,同時各國許多學(xué)者對它進行了廣泛的研究,并在探究化學(xué)成分的改進。鋼的應(yīng)用廣泛和具有優(yōu)良的特性,主要由鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)然鋼中雜質(zhì)元素必須降低,有資料表明,當(dāng)Rm在1550MPa時,材料含硫量由0.005%降到0.003%,會使沖擊韌度提高約13J。十分明顯,NADCA 207-2003標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定:優(yōu)級(premium)H13鋼含硫量小于0.005%,而超級(superior)的應(yīng)小于0.003%S和0.015%P。下面對H13鋼的成分加以分析。
碳:美國AISI H13,UNS T20813,ASTM(新版)的H13和FED -T-570的H13鋼的含碳量都規(guī)定為(0.32~0.45)%,是所有H13鋼中含碳量范圍寬的。德國X40CrMoV5-1和1.2344的含碳量為(0.37~0.43)%,含碳量范圍較窄,德國DIN17350中還有X38CrMoV5-1的含碳量為(0.36~0.42)%。日本SKD 61的含碳量為(0.32~0.42)%。我國GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量為(0.32~0.42)%和(0.32~0.45)%,分別與SKD61和AISI H13相同。特別要指出的是:北美壓鑄協(xié)會NADCA 207-90、207-97和207-2003標(biāo)準(zhǔn)中對H13鋼的含碳量都規(guī)定為(0.37~0.42)%。