H13鋼是美國(guó)牌號(hào),相當(dāng)于我國(guó)的4Cr5MoSiV1鋼,是5%Cr系中的中碳中合金熱作模具鋼,已大量用于熱鍛模具。該鋼具有優(yōu)異的韌性和良好的冷熱疲勞性能,在600℃工作條件下的機(jī)械性能與室溫下的機(jī)械性能基本相同,適用于制造工作溫度在600℃以下,對(duì)韌性和塑性要求較高的模具。
H13鋼
用H13鋼替代5CrNiMo、5CrMnMo制造汽車連桿、曲軸的鍛模,模具使用壽命有明顯提高,用該鋼制造的鋁合金壓鑄模具和鋁型材擠壓模具的使用壽命也較高。另外,該鋼還可以作塑料模具。目前,該鋼的優(yōu)良性能已在國(guó)內(nèi)得到了廣泛認(rèn)可,用量已呈上升趨勢(shì)。但是,H13鋼的鍛造工藝性能差,其鍛造溫度范圍很窄,只有150-200℃。由于該鋼硬而脆,鍛造時(shí)極易產(chǎn)生裂紋。如果鍛造工藝安排不當(dāng),就會(huì)產(chǎn)生廢品。目前我國(guó)鍛造此鋼的經(jīng)驗(yàn)很少,為此經(jīng)我公司有關(guān)工程技術(shù)人員集體討論研究,制定了一套最佳的鍛造工藝方案。盡量減少裂紋產(chǎn)生的可能性,從而降低廢品率。
H13鋼的化學(xué)成分如下:%
C:0.32~0.45,Si:0.80~1.20,Mn:0.20~0.50,Cr:4.75~5.50,Mo:1.10~1.75,V:0.80~1.20,p≤0.030,S≤0.030;
手持式X射線熒光光譜儀可快速辨別H13模具鋼牌號(hào)
SPECTRO xSORT與同類產(chǎn)品相比性能卓越,在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)可以提供實(shí)驗(yàn)室級(jí)的分析結(jié)果。經(jīng)過優(yōu)化的
SPECTRO xSORT光譜儀現(xiàn)已能滿足現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)高強(qiáng)度測(cè)量作業(yè)需要。
手持式X射線熒光光譜儀可快速辨別H13模具鋼牌號(hào)
快速的進(jìn)行合規(guī)篩查和測(cè)試 SPECTRO xSORT EDXRF手持式光譜儀性能卓越,是相關(guān)合規(guī)作業(yè)的得力助手。與傳統(tǒng)的同類手持式設(shè)備相比,xSORT可在有限的工作周期內(nèi)完成更多次的樣品測(cè)試,性價(jià)比極佳。
靈活的適用于各種類型的樣品檢測(cè) 從高分子材料、塑料到金屬合金、需要分析的樣品可以是任何材質(zhì)。使用SPECTRO xSORT光譜儀進(jìn)行點(diǎn)檢作業(yè)可在幾秒鐘內(nèi)快速獲取檢測(cè)結(jié)果。只需要稍長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間就可以對(duì)砷,鎘,銅,鉛,汞,或目標(biāo)污染物進(jìn)行PPM級(jí)分析。
精密準(zhǔn)確的合格/失效判定 SPECTRO xSORT的安裝十分簡(jiǎn)單且操作效率極高。操作人員無需在不同材料間切換檢測(cè)方法,也無需分析時(shí)更無需復(fù)雜的氣體吹掃或真空系統(tǒng)。在進(jìn)行RoHS合規(guī)篩選時(shí),SPECTRO xSORT光譜儀可以將測(cè)試結(jié)果與存儲(chǔ)的極限值進(jìn)行比較,并給出相應(yīng)比較結(jié)果(高于極限,低于極限或不確定)
H13鋼鍛造工藝研究 從H13化學(xué)成分可以看出,它含有較高的鉻、鉬和釩。它的鉻含量是其它常用模具鋼如5CrNiMo、5CrMnMo鉻含量的4-5倍,它的鉬含量也是5CrNiMo、5CrMnMo鉬含量的4-5倍,H13鋼的釩含量是常用模具鋼如3Cr2W8V釩含量的3-4倍。根據(jù)有關(guān)資料介紹,當(dāng)鉬含量低于0.6%時(shí),鋼的強(qiáng)度和硬度隨鉬含量的增加而增加,鋼的塑性也隨鉬含量的增加而上升,但當(dāng)鉬含量高于0.6%時(shí),鋼的強(qiáng)度和硬度隨鉬含量的增加而增加,而鋼的塑性開始隨鉬含量的增加而下降。在一般合金鋼中,釩的含量一般不高于0.3%,若釩含量越高,則鋼的強(qiáng)度、硬度越高,變形抗力越大。因此,該鋼變形困難,并且在鍛造過程中極易產(chǎn)生裂紋。
一、鍛H13鋼產(chǎn)生裂紋的原因有以下幾種情況
1、坯料裝爐溫度過高 該鋼的導(dǎo)熱性能差。如果爐溫過高,坯料裝爐后,坯料表面與心部溫差大,造成內(nèi)應(yīng)力過大產(chǎn)生裂紋。
2、加熱溫度過高 當(dāng)加熱溫度高于1150℃時(shí),坯料的晶粒易粗大,鍛造時(shí),受打擊部位由于打擊效應(yīng)而溫度升高,造成局部晶粒粗大加劇而產(chǎn)生裂紋。
3、終鍛溫度過低 當(dāng)鍛造溫度低于900℃時(shí),此鋼的變形抗力增大,因該鋼硬而脆,強(qiáng)行打擊易產(chǎn)生裂紋。
4、打擊效應(yīng) 在鐓粗時(shí),如果L<D<2L(其中D為坯料直徑,L為上砧寬度),則坯料心部受打擊時(shí)間長(zhǎng),由于打擊效應(yīng),坯料心部溫度升高,心部與其四周的溫差增大,造成內(nèi)應(yīng)力過大而在坯料心部產(chǎn)生弧形裂紋。
5、棱角裂紋 鍛造時(shí),由于坯料棱角處溫度降低快,使其變形抗力增大,易在棱角周圍產(chǎn)生裂紋。
6、鍛后冷卻不當(dāng)
二、鍛H13鋼產(chǎn)生提高鍛件的成品率應(yīng)該怎么做
鍛造后,如果鍛件冷卻速度過快,鍛件的表面和心部產(chǎn)生的溫差大,由于鍛造后組織應(yīng)力和溫度應(yīng)力疊加,造成內(nèi)應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂紋。
為此,在鍛造工藝上,針對(duì)裂紋產(chǎn)生的各種可能性,我們分別采取相應(yīng)的措施,避免裂紋的產(chǎn)生,提高鍛件的成品率。
1、低溫裝爐 裝爐時(shí),爐溫要低于500℃。冬季準(zhǔn)備加熱的鋼錠要提前48小時(shí)運(yùn)至室內(nèi),待其溫度達(dá)到室溫后方可裝爐。
2、嚴(yán)格控制加熱溫度 用高溫測(cè)溫儀控制,確保加熱溫度不超過頂溫1150℃。
3、嚴(yán)格控制鍛造溫度 用高溫測(cè)溫儀控制鍛造溫度在900-1100℃范圍內(nèi)。在此區(qū)間內(nèi),該鋼的塑性較好。若坯料溫度低于900℃,要及時(shí)返爐加熱,適當(dāng)增加鍛造火次。
4、勤翻轉(zhuǎn) 鍛造時(shí),對(duì)坯料要勤翻轉(zhuǎn),避免局部受打擊時(shí)間過長(zhǎng),產(chǎn)生打擊效應(yīng)。
5、勤倒棱 鍛造時(shí),對(duì)坯料要勤倒棱,盡量減少棱角的數(shù)量。
6、鍛后緩冷 鍛后對(duì)鍛件采取灰冷的方式進(jìn)行緩慢冷卻。
三、H13模具鋼熱處理
H13模具鋼有較高的韌性、淬透性和耐冷熱疲勞性能,不易產(chǎn)生熱疲勞裂紋。這些特點(diǎn)也是由H13熱處理工藝決定的。
H13模具鋼熱處理
1、退火工藝 H13模具鋼屬于共析鋼,采用常規(guī)完全退火或等溫球化退火。H13模具鋼的完全退火工藝為:850~900℃×3~4h,保溫結(jié)束后隨爐冷到500℃以下出爐空冷;等溫球化退火藝:845~900℃×2~4h/爐冷+700~740℃×3~4h爐冷,≤40℃/h,≤500℃出爐空冷。H13模具鋼經(jīng)退火處理后,適宜的組織由球狀珠光體和少量粒狀碳化物組成,要求熱處理硬度達(dá)到HB192~229,可以獲得較好的加工性能。對(duì)于質(zhì)量要求較高的H13鋼模具,還應(yīng)進(jìn)行防止白點(diǎn)退火。
2、淬火工藝 H13模具鋼的淬火回火工藝可以采用鹽浴爐、真空爐和流動(dòng)粒子爐加熱,模具表面光潔,熱處理變形小,零件壽命長(zhǎng)。特別是外熱式剛玉流動(dòng)粒子爐保護(hù)加熱,吸收了鹽浴爐和真空爐加熱的共同優(yōu)點(diǎn),很適合熱作模具鋼的熱處理加熱。
H13模具鋼采用鹽浴爐作為加熱設(shè)備時(shí)的通用淬火工藝是:400~500℃預(yù)熱,650~840℃預(yù)熱,1020~1050℃奧氏體化,保溫結(jié)束后可視使用性能要求采用空淬、油淬、氣淬或分級(jí)淬火,分級(jí)溫度可取500~540℃。
3、回火工藝 H13模具鋼淬火后應(yīng)進(jìn)行2~3次回火,以期獲得所要求的力學(xué)性能。淬火后的模具溫度在低于70℃時(shí)就應(yīng)盡快回火,這對(duì)尺寸較大、形狀復(fù)雜的熱作模具尤為重要。同時(shí),為避免熱作模具回火時(shí)重新產(chǎn)生殘余應(yīng)力,回火加熱和冷卻應(yīng)緩慢進(jìn)行。
H13模具鋼的回火工藝應(yīng)根據(jù)熱作模具的工作條件和具體的失效形態(tài)來確定回火溫度和硬度。一般優(yōu)質(zhì)H13模具鋼大都采用540~650℃×3h高溫回火,以提高模具的韌性和減少殘余奧氏體(Ar)在模具鋼中發(fā)生轉(zhuǎn)變而引起脆性。