压铸用h13热作模具钢热处理工艺研究.pdf

压铸用H13热作模具钢热处理工艺研究张家涛钟毅孙淑红尹建成(昆明理工大学材料与冶金工程学院)摘要为预防模具早期失效、提高模具使用寿命,以H13钢为对象,通过试验,对该热作模具钢的淬火、回火工艺及二次硬化进行了系统研究,并对其强度、塑性、硬度及冲击性能进行了检测及分析。研究结果表明,优质H13钢二次硬化温度比常用H13钢高50~70e;经1100e淬火、600e二次回火后,试样表现为较优的强韧性配合和综合使用性能,%,屈服强度达1335MPa、抗拉强度达1534MPa。关键词H13钢;压铸;模具;淬火;;TG241文献标志码A文章编号1001-2249(2009)03-0237-03DOI:.:2008-06-03;修改稿收到日期:2009-01-01基金项目:昆明理工大学校企预研基金资助项目(20070036)第一作者简介:张家涛,男,1970年出生,副教授,昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆明(650093),电话:**********,E-mail:jiataozhang@压铸模是在高压下使熔融金属成形的工具,其使用特点是工具受冲击力不大,但工作时间长、工作温度高,要求模具钢在保证良好淬透性、热导性和加工工艺性能条件下,有好的高温强度和冷热疲劳性能[1~3]。H13钢淬透性良好、热导性和加工性能优良,700e硬度超过HRC30,高温强度较好且具有较高的冲击韧度、耐冷热疲劳性,已实现规模化生产、价格相对便宜,是压铸模具制造的优选材料[4~7]。由于模具材料热加工、热处理不当导致的压铸模失效比例高达70%[8]。模具材料合理的热处理制度确定,对预防模具早期失效、提高模具寿命具有重要意义。本课题进行了镁合金、铝合金压铸用模具钢(H13钢)的热处理工艺及相应材料性能的研究,得到了适合压铸用模具材料的优化热处理制度,旨在为模具钢的合理应用提供指导。1试验方案及结果采用电弧炉冶炼、电渣重熔钢炼制的H13钢,交货状态为球化退火,其化学成分见表1,球化退火组织见图1,硬度为HRC5~15。表1H13钢的化学成分%(见图2,,)以及文献[9]T)曲线,确定的热处理方案见表2。将各热处理工艺的试件取样,按国家标准加工成标准拉伸试样(每组3件)、冲击试样(每组3件)并进行室图1H13钢球化退火组织温拉伸、硬度、冲击试验。室温拉伸试验在CSS-44100图2H13钢的热膨胀曲线表2H13钢热处理工艺方案编号淬火制度回火制度预热方式淬火温度/e冷却方式一次二次123456789首先加热至650e保温6min;再加热至900e保温12min1000100010001050105010501**********油冷至500~600e保温8min;再油冷至150~200e后均热6min500e保温2h570e保温2h600e保温2h500e保温2h570e保温2h600e保温2h500e保温2h570e保温2h600e保温2h480e保温2h550e保温2h600e保温2h480e保温2h550e保温2