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抚顺H13模具钢材各等级特性及使用方法
作者:Admin      点击数:次      发布时间2018-05-15

抚顺H13系列模具钢材各等级特性及使用方法

一、H13化学成份

C Si Mn Cr Mo V
0.38 1.00 0.55 5.00 1.35 1.00

二、H13模具钢质量特性
H13 普级热作模具钢
(对应于AISI H13真空精炼钢)
 ”真空脱气精炼级“热作模具钢材,纯净度比普通电弧炉、感应炉钢质更纯净。

H13ESR 中级热作模具钢 (对应于AISI H13电渣重熔钢)
 “电渣重熔级(ESR)”热作模具钢材,纯净度度、致密度比精炼钢更佳。韧性及耐冷热疲性能进一步提高。

2344ESR 高级热作模具钢(对应于国外牌号1.2344ESR+Micro)
 ”电渣重熔级(ESR)+组织均匀细化处理“热作模具钢材,韧性达到德国进口1.2344高级模具钢材相近水平,显微组织细微化均匀化处理,达到北美压铸造模具用优质H13钢NADCA#207-1990标准规范。

三、H13主要用途
H13 适用于一般要求的锌合金压铸模、批量不大、型腔简单的中小尺寸铝合金压铸模,也常用于光洁度要求一般的塑胶硬模。
H13R 适用于较高要求的铝、镁、锌合金压铸造模,或光洁度较高要求的塑胶硬模,以及添加玻纤类家电产品模具。
2344R 适用于制作中大型铝、镁合金压铸,钢材整体强韧性更接近一致,对型腔复杂的压铸模具使用性能更稳定。

四、H13典型应用说明
1 .H13压铸模具
用途 模具 镶嵌件 喷嘴 顶针 柱塞、套筒
使用硬度HRC 42-50 46-52 42-50 46-52 42-48


2.H13热挤压模具

用途 挤压模 模垫 挤杆 内衬套 挤压筒
使用硬度HRC 48-52 48-50 44-50 42-48 42-48

3.H13热锻模具
加工合金 铝合金 铜合金 铁及钢
淬火温度℃ 1020 1050 1050
使用硬度HRC 44-52 44-52 40-50

4.H13塑胶模具及部件
用途 热固成型模 滑块、滑轨
使用硬度HRC 48-52 48-52

五、H13特理特性
温度℃ 密度Kg/m3 弹性系数N/mm2 热膨系数1/℃ 热传导系数W/m℃
20  7800 202500 -- 24.6℃
400 7700 175000 12.6X10-6 26.2
800 7550 130000 13.9X10-6 27.6

六、H13机械特性
硬度 抗拉强度 屈服强度
52HRC 1820N/mm2 1520N/mm2
45HRC 1420N/mm2 1280N/mm2

七、H13淬火冷却方法
1.H13直接淬火
是最常用的一种方法,即模具(或部件)直接从淬火温度冷却到马氏体转变温度以下,完成淬火介质可以油或高压氮气(或空气)。
i.直接淬火快速冷却可以减少或避免碳化物沿晶界析出,有利于延长模具寿命。
ii.该种方法缺点是表面与心部温度差异马氏体转变时,不同时转变,相对淬火变形和残余应力相对较大。需适当延长回火时间或增加回火次数来消除残余应力。

2.H13分级淬火
是将模具从淬火温度快速转入淬火熔盐中,使其保持稍许高于奥氏体开始转变马氏体的温度(Ms)即350-500℃停留至内部温度与表面一致为止。然后在空气中自由冷却形成马氏体。
i.该淬火方法优点是模具内外几乎同时发生马氏体转变,有利于降低残余应力,减少模具变形。
ii.分级淬火停留时间一般在2-4分钟/10mm,应避免时间过长发生贝氏体转变,这样会影响模具各性能。
iii.分级淬火后残余奥氏体量会多些,应适当增加回火次数并延长回火时间。
iv.此方法适合于壁厚变化相对较大、形状复杂的模具。

特别注意:模具淬火温度冷却至50-70度,必须尽快回火,避免模具产生开裂风险。

3.H13淬火变形规律
i.不同淬火方式变形量有差异,变形量大小次序为“淬火火>空气淬火>分级淬火“;
ii. 精密模具请预留合适的热处理变形余量,以保证满足模具技术标准要求。

八、H13回火温度的选择
1、H13模具钢根据使用要求的硬度值,参考回火曲线图,可选择适当的温度回火,建议至少回火两次,复杂、精密的模具建议不少于三次回火。
2、充分去除淬火应力及将残余奥氏体降到最低,对提高模具寿命是有益的。

:每次回火必须冷却到室温;请避免在425-525℃二次硬化温度区回火,避免回火脆性导致模具早期开裂。

九、提高H13模具寿命的建议
1、选择优质H13模具钢材
2、合理的模具结构设计与制造工艺结合
3、规范合理的H13热处理操作
4、规范操作与维护保养

十、选择优质H13模具钢的方法
1、H13精炼、电渣重溶级的材质选择即确定了模具钢的热传导性、强韧性、淬透性、抗回火性(高温强度稳定性)、热膨胀等特性;
2、模具钢材高的纯净度(杂质微量)有利于提高热导性,组织均匀性(极轻微的成分偏析、无标准限定的碳化特)有利于提高韧性(延展性),建议采用符合北美压铸模具钢标准的优质模具钢要求。

十一、合理的模具设计与制造工艺相结合
1、合理的模具设计包括浇注与排溢系统、强度与刚度(模具型腔承压后不变形),避免圆角过小(R≥1.5mm)或尖角易引起应力集中,冷却水道(位置、间距、水孔大小)应保持模具能在合理的温度范围工作,避免模具不同部位温差过大产生变形等不良设计。
2、合理的制造工艺包括加工精度应保证运动部件相对运动的顺畅、镶钻块装配间隙、粗加工后的中间去应力退火,脱碳层充分去除等。

十二、规范H13模具钢热处理操作
1、模具合理预热、保温和淬火冷却是获得满足的硬度、组织的前提条件;
2、模具加热越快,因尺寸不等带来温差增大,从而模具的变形和应力越大,合理预热是减小温差的有效措施。
3、快速冷却对提高韧性是有利的,但增大了热应力与变形需在随后的过程中采用充分回火去除淬火冷却应力。
4、模具表面处理(氮化、软氮化等)可提高型腔表面的耐磨性,耐腐(冲)蚀性,预防粘磨有明显效果。

十三、规范操作与维护保养
1、规范操作包括:
  i.使用前模具预热、均匀模温延迟龟裂纹产生(可有效减轻冷模压铸和热冲击急热急冷促进龟裂产生)
  ii.合理的喷涂脱模剂,保证铸件脱模顺利,减少擦伤;
  iii.正确的冷却,保持模具恒温(尽可能配套模温机),有利于运动部件顺畅、模具工作平稳,减少模面损伤。

2、规范模具保养包括:
  i. 新型H13压铸模建议试模后进行去应力,而后3000-5000模次后再进行一次去应力,之后每生产1-2万模次后进行一次去应力回火(去应力回火温度应比模具淬火后的回火温度低30-50℃,以保持模具整体硬度、强度不下降)。
  ii. H13模具钢使用一段周期后出现磨损、擦伤(包括轻微龟裂纹),进行研磨清除损伤(或表面喷丸处理)对延长模具寿命是有利的。定期持续去应力回火对消除应力累积,控制龟裂纹扩展延长寿命是有效的。
 

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