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    国外新型热作模具钢及其热处理工艺

    点击数:242018-11-27 来源:

    热作模具是在高温下加压、强迫金属在型腔中流动成型的工具。为适应热作模具恶劣的工作环境,提高使用寿命,要求优质的热作模具钢应具有高的热强度、良好的耐回火性、高的韧性和塑性、小的热膨胀系数和好的导热性等优异的力学性能和使用性能。


    第1代热作模具钢主要包括5CrNMo、5QMnMo和3Cr2W8V钢,自30年代初在工业中应用后至今仍广为应用,已经积累了丰富的冶炼、锻造、机械加工和热处理工艺经验;第2代热作模具钢则是以美国的人61只10、只11、只12、只13钢系列为代表,尤其以只13钢最受欢迎;第3代热作模具钢是瑞典UDDEH0LM公司研制的UHBQRO 90SUPREME钢被称之是20世纪90年代新型优质热作模具钢,不仅现在、乃至21世纪初都将成为热作模具的主选钢种,已在美国、日本、德国、瑞典等发达国家得到广泛应用。


    一般情况下,H13钢常用作热挤压模、铝合金的压铸模和塑料模,使用温度<600C;还可以用作冷挤凹模、冷挤钢管环形模、顶件等,是冷热兼用的模用钢。当工作温度> 0C时,如某些钢和铜的热挤压模具及铜合金的压铸模,其表层受热温度可达700C甚至更高,此时H13钢就不太合适,而应该使用热强性较好的3C2W8V型的H10钢或使用性能更加优异的UHBQRO热作模具钢。


    1.2H13钢的常规热处理工艺1.21退火工艺H13钢属于过共析钢,可以采用完全退火或等温球化退火。(1)完全退火工艺:850 ~900°CX3~4h,保温结束后随炉冷到500C以下出炉空冷;等温球化退火工艺:845~900°CX2~4h/炉冷+700 3~4h/炉冷<40°0<5001出炉空冷;形状复杂的模具,在粗加工后应进行一次去应力退火,600~650°CX2h/炉冷。


    H13钢经退火后,适宜的组织是由球状珠光体和少量粒状碳化物组成,要求热处理硬度< 1.22淬火工艺H13钢的淬火回火工艺,可以采用盐浴炉、真空炉和流动粒子炉加热,模具表面光洁、热处理变形小,零件寿命长。


    90SUPREME钢推荐的热处理工艺见表2. H13钢淬火时可采用空淬、气淬、油淬或者500~540°C分级淬火;再是QRO 90SUPREME钢的成本与H13钢接近,有较好的经济性。目前,瑞典UDDEHOLM公司已用最新的UHBQR3 90SUPREME钢的热处理工艺理论和实践证明,QR390SUPREME钢(包括QRO80M钢)与H13钢可以实施同样的热处理工艺方法,甚至能使用同样的奥氏体化温度(表2),这就意味着,任何一种针对H13钢所研究出的更佳的热处理新工艺,如高温淬火、双重淬火、控制冷却速度淬火、深冷处理及复合化学处理,也可以运用于QR390SUPREME钢,这是最具重要、有实际意义的结论。

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