H13模具钢的热处理实践
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1退火工艺H13钢属于过共析钢,采用常规完全退火或等温球化退火。
①H13钢的完全退火工艺为:850~900℃×3~4h,保温结束后随炉冷到500℃以下出炉空冷;②等温球化退火工艺:845~900℃×2~4h/炉冷+700~740℃×3~4h炉冷,≤40℃/h,≤500℃出炉空冷;③对于质量要求较高的H13钢模具,还应进行防止白点退火,工艺周期较长;④形状复杂的模具,在粗加工后应进行一次去应力退火:600~650℃×2h炉冷;⑤模具热处理后,若模具型腔采用磨削、电火花和线切割等方法加工成形,会在模具的表面上形成一层厚约10~30μm的淬火马氏体白亮层,也称之为“异常层”。
由于白亮层中的内应力较大,淬火马氏体本身又较脆,磨削时容易在表面产生微裂纹和磨削裂纹,因而磨削加工后最好能在低于回火温度50℃以下进行去应力退火,以消除磨削应力,并使表面可能形成的淬火马氏体回火韧化。
H13钢经退火处理后,适宜的组织由球状珠光体和少量粒状碳化物组成,要求热处理硬度达到HB192~229,可以获得较好的加工性能。
2淬火工艺H13钢的淬火回火工艺可以采用盐浴炉、真空炉和流动粒子炉加热,模具表面光洁,热处理变形小,零件寿命长。
特别是外热式刚玉流动粒子炉保护加热,吸收了盐浴炉和真空炉加热的共同优点,很适合热作模具钢的热处理加热。
H13钢采用盐浴炉作为加热设备时的通用淬火工艺是:400~500℃预热,650~840℃预热,1020~1050℃奥氏体化,保温结束后可视使用性能要求采用空淬、油淬、气淬或分级淬火,分级温度可取500~540℃。
在H13钢热处理加热过程中,首先采用400~840℃的两段预热,然后再升至奥氏体化温度。
两段预热的目的是为了避免过快的加热会在模腔内形成的温度梯度所引起的应力导致模具的畸变,还可有效地促进奥氏体均匀化。
H13钢的奥氏体化温度为1020~1050℃,实际淬火温度依据模具的工作条件、结构形状、制造工艺和性能要求来确定,主要是考虑既要保证奥氏体中溶有足够的碳和合金元素,以得到高的硬度和红硬性,又保证奥氏体晶粒尺寸小于ASTM9,以获得足够的韧性。
关于h13钢板材料介绍h13钢板的化学成分及应用h13钢板热处理介绍的文章H13钢板是一种常用的工具钢板材料,具有优异的耐热性和耐磨性,广泛应用于模具制造、压铸、挤压和塑料注射等行业。
本文将介绍H13钢板的化学成分以及其在热处理过程中的应用。
首先,让我们来了解一下H13钢板的化学成分。
H13钢板主要由碳(C)、铬(Cr)、钼(Mo)、锰(Mn)、硅(Si)和钴(Co)等元素组成。
其中,碳含量为0.32-0.45%,铬含量为4.75-5.50%,钼含量为1.10-1.75%,锰含量为0.20-0.50%,硅含量为0.80-1.20%,钴含量为0.80-1.20%。
这些元素的合理配比使得H13钢板具有优异的耐热性和耐磨性。
接下来,我们来了解一下H13钢板在热处理过程中的应用。
热处理是通过控制材料的加热和冷却过程,改变其组织结构和性能的方法。
对于H13钢板而言,常见的热处理方法包括退火、正火和淬火。
首先是退火处理。
退火是将H13钢板加热到一定温度,然后缓慢冷却的过程。
通过退火处理,可以消除材料内部的应力,改善其塑性和韧性,提高其加工性能。
其次是正火处理。
正火是将H13钢板加热到一定温度,然后迅速冷却的过程。
正火处理可以使H13钢板获得较高的硬度和强度,提高其耐磨性和耐腐蚀性。
最后是淬火处理。
淬火是将H13钢板加热到临界温度,然后迅速冷却的过程。
淬火处理可以使H13钢板获得最高的硬度和强度,但同时也会使其变脆。
因此,在淬火后通常需要进行回火处理来降低材料的脆性。
总结起来,H13钢板具有优异的耐热性和耐磨性,在模具制造、压铸、挤压和塑料注射等行业得到广泛应用。
通过合理的化学成分配比以及适当的热处理方法,可以进一步提高H13钢板的性能,并满足不同行业对材料强度、硬度和耐磨性的要求。
热处理与锻造工艺对H13热作模具钢组织与性能的影响H13热作模具钢是模具钢品类中一种重要的钢种,具有良好的热强性、红硬性,较高的韧性、淬透性、抗疲劳和良好的抗高温冲击性能,广泛应用于铝、镁、锌等轻合金的压铸模具、铝合金挤压模具与热锻模具。
热作模具钢在服役过程中,需要承受因冲击、磨损、热疲劳、塑性变形以及急冷急热而产生的应力,若H13热作模具钢在热处理与锻造过程中处理不当,则会导致模具提前失效,造成经济损失或生产事故。
由于金属材料组织的遗传特性会伴随热处理的整个过程,因此,从锻造工艺的始端—电渣钢锭均匀化退火处理开始,系统研究H13热作模具钢热处理与开坯锻造工艺参数对材料组织与性能的影响,揭示热加工工艺对材料性能与组织的影响机理,对指导实际锻造工程具有重要的理论与实践意义。
本文以山东莱锻机械有限公司实际生产H13钢为研究对象,采用Gleeble热压缩实验,并借助数值模拟方法,系统研究了不同的处理工艺对材料组织与性能的影响。
主要研究工作如下:研究了均匀化热处理温度与时间对均匀化效果、组织与冲击性能的影响规律。
对电渣钢锭进行2X3的正交均匀化实验,对均匀化处理后的试样进行锻造、正火、球化退火处理,分析了元素的扩散情况,进行了冲击性能实验,揭示了均匀化温度和时间对材料组织、元素扩散与抗冲击性能的影响规律。
综合考虑实验条件,确定了最优的均匀化退火工艺为1280°C×10h。
本文对经过1280°C×10h均匀化处理的H13钢进行了热压缩实验,获得了变形温度在950~1150℃,变形速率在0.1~10mm/s H13热作模具钢材料的真实应力应变曲线,建立了Arrhenius本构关系模型和热加工图。
所建立的本构关系模型可以较准确地描述H13热作模具钢的高温流变行为。
依据获得的热加工图,在60%变形量下,H13的最佳锻造温度区间是1050~1125°℃,应变速率区间是0.1~0.7s-1。
两种热作模具H13 钢组织和性能研究摘要:随着现代工业的迅速发展,热作模具在钢铁、汽车、冶金等行业中扮演了越来越重要的角色。
本文重点针对两种热作模具材料H13 钢的组织和性能进行了研究分析。
通过对比两种不同加工方式制备的H13 钢的组织结构和性能进行比较,揭示了不同加工方式对H13 钢微观组织和力学性能的影响,在提高模具的整体性能方面具有一定的借鉴意义。
关键词:热作模具;H13 钢;组织结构;力学性能前言:随着现代工业的发展,热作模具在钢铁、汽车、冶金等行业中的应用越来越广泛。
其中,H13 钢作为一种常见的模具材料,具有优良的高温强度、热疲劳抗力和磨损抗性等特点,被广泛应用于热作模具制造领域。
由于模具在使用过程中经常受到高温、高压等复杂环境的影响,因此模具的组织结构和力学性能对其使用寿命和加工效率有着重要的影响。
本文选取两种常见的加工方式(热处理和过冷处理)对H13 钢进行了研究,比较了不同加工方式对H13 钢的组织结构和力学性能的影响,为热作模具材料的选用和加工提供了一定的参考和借鉴意义。
一、H13 钢的组织结构和性能分析H13 钢是常见的热作模具材料之一,其主要成分为碳、铬、钼、钨、钴等元素。
在制备过程中,通过适当的合金设计和工艺流程控制,可以得到良好的力学性能和高温疲劳抗力。
1、H13 钢的组织结构H13 钢的组织结构主要由马氏体、余铁素和碳化物等组成。
其中,马氏体是一种具有高硬度和脆性的组织形态,是H13 钢的主要强化相;余铁素则具有较好的延展性和韧性,能够有效缓解马氏体的脆性;碳化物则是钢中主要的强化相之一,能够显著提高钢的硬度和热稳定性。
2、H13 钢的力学性能H13 钢具有良好的高温强度、热疲劳抗力和耐磨性等特点,使其成为热作模具材料的理想选择。
具体的力学性能如下:(1)抗拉强度:H13 钢的抗拉强度为1460MPa,表明其具有很高的强度和韧性,能够承受大的拉伸应力。
(2)屈服强度:H13 钢的屈服强度为1260MPa,是其材料强度的重要参数,直接影响到其在高温环境下的使用寿命和稳定性。
压铸模具材料肌3表面热处理工艺的探究摘要:热处理就是提高金属材料的机械性能、消除残余应力和改善金属切削加工性,在提高模具使用寿命上起着关键作用。
本文以H13(4Cr5MoSiV1)压铸模具钢为例,将对H13进行表面热处理,分析其力学性能及金相组织,从而分析该工艺的可行性,达到延长模具寿命和优化热处理工艺的目的。
关键词:热处理模具钢H13 使用寿命H13钢具有高的韧性、冷热疲劳抗力,可大幅度地提高热作模具的使用寿命,同时也可以用于要求高强度、高硬度的其它轴类及构件,所以深受广大用户的欢迎。
国内Hp3.2 H13钢的软氮化处理本次实验对H13钢表面进行软氮化处理,在600℃下保温5h,氨气的流量为0.2m3/h,煤油为25滴/min。
金相组织如图4所示。
由硬度计检测可知,经软氮化处理的H13钢的表面硬度为680~720HV0.1,渗层深度为0.05~0.06mm,ε相为0.005mm,按照GB/T11354-2005中渗层疏松检验规定,在显微镜下放大500倍检验,取其疏松最严重的部位,图4中的组织可评为1级,属于合格。
按照GB11354-89《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验标准》规定,图4中的组织可评为1级,属于合格。
经氮碳共渗后的化合物层,分为明显的两层:表面白亮层为ε相,其中合金氮化物和合金碳化物较弥散,因其耐蚀性高,故呈白色,它没有微孔,并沿晶界楔入基体中。
内层为扩散层,未见有脉状组织出现。
3.3 氮碳共渗与渗氮结果的比较一般来说,在化合物层脆性不大时,渗氮可使工件表面耐磨性提高一倍以上。
氮碳共渗工件的耐磨性随着渗层含碳量的增加而提高,但渗层脆性也随之上升。
各种渗氮和氮碳共渗工艺都能提高工件的弯曲疲劳性能,增量都在40%以上。
渗氮对工件疲劳性能的提高优于氮碳共渗,但氮碳共渗工件的抗咬合性能较好,而缺口敏感性低于渗氮工件。
随着氮碳共渗层含碳量的增加,疲劳强度的增量逐步下降,疲劳源(鱼眼)一般位于扩散层与基体交界处。
h13电渣热处理硬度H13电渣热处理硬度H13电渣热处理硬度是指通过电渣热处理方法对H13工具钢进行处理后所获得的硬度值。
H13工具钢是一种常用的热作模具钢,具有优异的耐热性和耐磨性,被广泛应用于热作模具、压铸模具等领域。
电渣热处理是一种通过高温电流和电渣的作用对金属材料进行处理的方法。
在电渣热处理过程中,电极和工件之间形成一定的电阻,产生高温,使工件表面部分区域达到或接近其熔点温度,然后迅速冷却,从而改变工件的组织结构和性能。
H13工具钢在电渣热处理过程中,经历了预加热、电渣加热、保温、冷却等阶段。
其中,电渣加热是整个处理过程中的关键步骤。
通过控制电渣加热的温度、时间和频率等参数,可以有效地调控工件的硬度。
H13电渣热处理硬度的提高主要有两个方面的原因。
一方面,通过电渣热处理可以改变H13工具钢的组织结构,使其获得更细小、均匀的晶粒,从而提高硬度。
另一方面,电渣热处理还可以消除工件表面的残余应力,减少工件的变形和裂纹,提高硬度。
H13电渣热处理硬度的测试通常采用洛氏硬度试验方法。
洛氏硬度试验是一种常用的金属硬度测试方法,通过在工件表面施加一定的负荷,然后测量形成的压痕的大小来判断材料的硬度。
H13电渣热处理硬度的测试结果通常以HRC(洛氏硬度计)为单位进行表示。
H13工具钢经过电渣热处理后,其硬度值通常会有所提高。
这是因为电渣热处理可以改善工件的组织结构,使其晶粒更加细小和均匀,从而提高硬度。
此外,电渣热处理还可以消除工件表面的残余应力,进一步提高硬度。
然而,H13电渣热处理硬度的提高也存在一定的限制。
首先,电渣热处理的温度和时间等参数需要严格控制,过高或过低的处理温度都会影响到硬度的提高。
其次,电渣热处理对工件的形状和尺寸有一定的限制,较大或较复杂的工件可能无法获得理想的硬度提高效果。
H13电渣热处理硬度是通过电渣热处理方法对H13工具钢进行处理后所获得的硬度值。
电渣热处理可以改变工件的组织结构和消除残余应力,从而提高硬度。
压铸模具材料H13表面热处理工艺的探究摘要:热处理就是提高金属材料的机械性能、消除残余应力和改善金属切削加工性,在提高模具使用寿命上起着关键作用。
本文以h13(4cr5mosiv1)压铸模具钢为例,将对h13进行表面热处理,分析其力学性能及金相组织,从而分析该工艺的可行性,达到延长模具寿命和优化热处理工艺的目的。
关键词:热处理模具钢h13 使用寿命中图分类号:td3 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0116-02h13钢具有高的韧性、冷热疲劳抗力,可大幅度地提高热作模具的使用寿命,同时也可以用于要求高强度、高硬度的其它轴类及构件,所以深受广大用户的欢迎。
国内h13钢的现有工艺基本上有球化退火,淬火以及高温回火,有需要时,还需进行去应力退火。
这些热处理工艺能使h13钢具有良好的综合机械性能,能够满足模具的使用要求。
但是,由于为了节省成本,提高经济效益,国内大部分厂家都不进行模具的表面处理,没有最大程度的提高模具的使用寿命。
如今,h13钢的常规热处理工艺在国内的使用情况来说,已经很成熟了,但是,若要继续提高h13钢的使用寿命,可以从表面处理方面来考虑,可用氮化或软氮化来提高模具表面的硬度和耐磨性。
1 压铸模具钢h13的原材料分析众所周之,钢材在出厂前,都会进行退火处理,以消除钢材内应力,同时改善钢材的切削加工性能。
由gb/t1299-2000的球状珠光体评级标准可知,2~4级为合格组织,1级、5级和6级为不合格组织。
h13钢的原材料的金相组织如图1所示。
2 压铸模具钢h13的工艺试验(2)h13钢的渗氮处理。
由硬度计检测可知,经渗氮处理的h13钢的表面硬度为950~1100/hv1,渗层深度为0.31~0.33mm,按照gb/t11354-2005中渗氮层中氮化物检验规定,在显微镜下放大500倍进行检验,取其组织最差的部位,图3中的组织可评为1级,属于合格。
3 h13钢的表面软氮化处理3.2 h13钢的软氮化处理本次实验对h13钢表面进行软氮化处理,在600℃下保温5h,氨气的流量为 0.2m3/h,煤油为25滴/min。