國內(nèi)有色金屬壓鑄模具普遍采用H13熱作模具鋼。所謂熱作模具鋼是指對加熱至再結(jié)晶溫度以上的金屬或合金進(jìn)行塑性變形的和對液態(tài)的有色金屬壓制成型制造零部件的模具。
作為有色金屬的壓鑄模具用鋼一般應(yīng)具有下述條件:
(1)具有較高的淬透性,熱處理時(shí)可采用冷卻強(qiáng)度較小的介質(zhì)和具有較小的熱處理變形;
(2)具有高的抗熱裂性和耐熱疲勞抗力,使模具經(jīng)受激冷激熱不易形成裂紋以及形成的裂紋不易擴(kuò)展,避免模具失效;
(3)具有高的抗熱軟化能力和抗高溫磨損能力,使模具保持一定的高溫強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性;
(4)具有高的抗液態(tài)金屬的粘焊(soldering)和化學(xué)沖蝕損傷,國內(nèi)以熔化液態(tài)金屬的熔損來表征。要達(dá)到這些兼具高溫強(qiáng)度和高韌度要求,又有較高的高溫硬度和抗磨損能力,主要由鋼的化學(xué)成分決定,一般采用中碳含量(0.35~0.45%)和含Cr、W、M0和V等合金元素,合金元素總量在6~25%范圍。
熱作模具鋼不耐用的原因有哪些?
答:熱作模具包括熱鍛模、壓鑄模和熱擠壓模,由于工作期間承受高溫金屬而被加熱,所以需要在高溫下,仍然保持較高的強(qiáng)度和耐磨性。
在通常的熱處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,往往只是寫明硬度要求,而沒有明確提出其他性能指標(biāo),其他性能指標(biāo)只是隱含在熱作模具的前提中,這些指標(biāo)在實(shí)際生產(chǎn)過程中的實(shí)現(xiàn),需要對工藝過程進(jìn)行控制。
在熱處理過程中由于加熱溫度和保溫時(shí)間不充分,模具鋼中的合金元素沒有充分奧氏體,淬火回火組織就會(huì)出現(xiàn)回火不足現(xiàn)象,抗高溫強(qiáng)度就不夠,紅硬性差,使用中模具龜裂、早期開裂,變形等缺陷。
目前外加工協(xié)作的熱處理以硬度為標(biāo)準(zhǔn)來熱處理熱作模具的現(xiàn)象十分普遍。必須通過控制生產(chǎn)過程,使工件保溫充分,熱處理工藝以滿足紅硬性為標(biāo)準(zhǔn),不能僅僅認(rèn)為達(dá)到硬度要求就是合格模具。
合金模具鋼加熱速度需要控制嗎?
答:在熱處理淬火加熱過程升溫速度是一個(gè)十分重要的參數(shù),通常應(yīng)該采用緩慢的加熱方式,升溫速度小于120℃/h,比較理想,可以減少工件在加熱過程中變形,對淬火開裂也起到一定的預(yù)防作用。
在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中采用分段升溫的方法來達(dá)到控制升溫速度,實(shí)現(xiàn)緩慢加熱的效果。分段原則是在加熱相變Ac1之前預(yù)熱段和相變Ac1之后的預(yù)熱段。在<550℃低溫階段是鋼的彈性階段,大于這個(gè)溫度以后是塑性階段,在加熱相變Ac1之前預(yù)熱段是保證工件在Ac1相變是均勻一致,減少相變引起體積變化,碳鋼的預(yù)熱通常在450~550℃,高合金鋼可以再550~650℃、820~850℃兩個(gè)階段預(yù)熱。預(yù)熱系數(shù)根據(jù)加熱爐型和裝爐量確定,無論何種狀態(tài),預(yù)熱時(shí)間必須比最終奧氏體化時(shí)間長。
對于鹽浴爐加熱的工件必須預(yù)熱,對于箱式電阻爐加熱的工件控制升溫速度,高于150℃ /h升溫速度是不合理的。