国内有色金属压铸模具普遍采用H13热作模具钢。所谓热作模具钢是指对加热至再结晶温度以上的金属或合金进行塑性变形的和对液态的有色金属压制成型制造零部件的模具。
作为有色金属的压铸模具用钢一般应具有下述条件:
(1)具有较高的淬透性,热处理时可采用冷却强度较小的介质和具有较小的热处理变形;
(2)具有高的抗热裂性和耐热疲劳抗力,使模具经受激冷激热不易形成裂纹以及形成的裂纹不易扩展,避免模具失效;
(3)具有高的抗热软化能力和抗高温磨损能力,使模具保持一定的高温强度和尺寸稳定性;
(4)具有高的抗液态金属的粘焊(soldering)和化学冲蚀损伤,国内以熔化液态金属的熔损来表征。要达到这些兼具高温强度和高韧度要求,又有较高的高温硬度和抗磨损能力,主要由钢的化学成分决定,一般采用中碳含量(0.35~0.45%)和含Cr、W、M0和V等合金元素,合金元素总量在6~25%范围。
热作模具钢不耐用的原因有哪些?
答:热作模具包括热锻模、压铸模和热挤压模,由于工作期间承受高温金属而被加热,所以需要在高温下,仍然保持较高的强度和耐磨性。
在通常的热处理技术标准中,往往只是写明硬度要求,而没有明确提出其他性能指标,其他性能指标只是隐含在热作模具的前提中,这些指标在实际生产过程中的实现,需要对工艺过程进行控制。
在热处理过程中由于加热温度和保温时间不充分,模具钢中的合金元素没有充分奥氏体,淬火回火组织就会出现回火不足现象,抗高温强度就不够,红硬性差,使用中模具龟裂、早期开裂,变形等缺陷。
目前外加工协作的热处理以硬度为标准来热处理热作模具的现象十分普遍。必须通过控制生产过程,使工件保温充分,热处理工艺以满足红硬性为标准,不能仅仅认为达到硬度要求就是合格模具。
合金模具钢加热速度需要控制吗?
答:在热处理淬火加热过程升温速度是一个十分重要的参数,通常应该采用缓慢的加热方式,升温速度小于120℃/h,比较理想,可以减少工件在加热过程中变形,对淬火开裂也起到一定的预防作用。
在现实生产中采用分段升温的方法来达到控制升温速度,实现缓慢加热的效果。分段原则是在加热相变Ac1之前预热段和相变Ac1之后的预热段。在<550℃低温阶段是钢的弹性阶段,大于这个温度以后是塑性阶段,在加热相变Ac1之前预热段是保证工件在Ac1相变是均匀一致,减少相变引起体积变化,碳钢的预热通常在450~550℃,高合金钢可以再550~650℃、820~850℃两个阶段预热。预热系数根据加热炉型和装炉量确定,无论何种状态,预热时间必须比最终奥氏体化时间长。
对于盐浴炉加热的工件必须预热,对于箱式电阻炉加热的工件控制升温速度,高于150℃ /h升温速度是不合理的。