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热作模具钢4Cr5MoSiV1热处理工艺改进

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４ ｒＭ Ｓ ｌ Ｃ５ ｏｉ 钢压铸 模氮 碳共 渗热 处理 是在 正常 气 Ｖ 体氮碳共渗热 处理 中进行 的，氮碳共 渗前必须对 预先热 处理后的压铸模进行必要 的修整 ，装炉前需用 汽油或酒
（ 下转 第 ３ ０页）
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模。
、
预先热处理工艺
作为压铸模 ， 其使用寿命 的主要影 响因素是 ：模具
经受热循环产生 热疲 劳 （ 即龟 裂 ） ；压铸时 熔融 金属被 注入型腔模 ，在被 高 温金 属 冲刷 和直 接接 触 的模 具 部
１ 压铸模 ．
材料 为 ４ ｒＭｏｉ Ｃ ５ ＳＶＩ（ Ｂ Ｔ ２ ９ ０ ０ ，外 形 尺 Ｇ ／ ｌ９ —２ ｏ ） 寸为 ４ ０ ２ ｍｍ×２０ ４ ｍｍ×９ ｍ ０ ｍ。其化学 成分和临 界点温 度如下表所示。
图 ２ 第五速齿轮热处理变形 （ Ｇ０ ） ８ Ｃ ２Ｈ
七、经济效 益分析
维普资讯
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国 ｌ魄
热 作 模 具 钢 ４ Ｓ １ ＣｒＭｏ ５ ｉ Ｖ 热 处 理 工 艺 改 进
浙江乐清市强力机械配件有 限公 司 （２ ６ ０ 赵 昌盛 ３５０ ） 孔康祥 赵顺敏
４ ｒＭｏ ｉ 钢 是 国际上广泛 应用 的一种空 冷硬 化 Ｃ５ ＳＶ１ 热作模具钢 ，是 “ 五 ”期 间重 点 推 广应 用 的 引进 钢 八
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一
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小， 心部硬度适中 ，价格 低廉等特点 该钢种适宜 于制
试 验次 数
造 模数小 的齿轮及齿套类零件
图 ２ 第三速齿轮热处理变形 （０ ｒ ｎ ｉ ７ ２ＣＭ Ｔ）
（ ）在渗碳工艺下 ，Ｃ ２ Ｈ材料有效硬化层深度为 ２ Ｇ０
０ ７ ，４ｍｍ时 ，接触疲劳应力极 限为 ２ ５ ＭＰ ：住相 ］特别策划专辑
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每吨钢材可节约 ３ ０元。 ０
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２ 社会效益 ．！ Ｏ 仑
该材料可推广 到 １、２ 货车 及轿 车的部分 零件上 ， ｔ ｔ
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２ 预先热处理工艺 ．
对 ４ ｒＭ Ｓ １ ，为 了减 少模 具 的热 应力 ，使模 Ｃ５ ｏｉ 钢 Ｖ 具达到奥 氏体均匀化 ， 在达 到淬 火温度前必须 采用分 阶 段预热 。我们 的淬火加热是 在真空炉 中进 行的 ，真 空炉 加热 主要靠辐射传热 ，由于模具较大 ，所 以应进行 二次
预热 ，回火是在井式 电阻 回火炉 中进行 的。其热处 理工
艺见图 ｌ 。
精等脱脂 ，经清洗后 的模具表面不得有锈斑或脏物。 ４ ｒＭ Ｓ Ｉ Ｃ５ ｏｉ 钢压铸模 的氮碳 共渗 介 质 为氮气 ＋乙 Ｖ
醇，工艺为 ５０ ８￣ ５ 。氮碳共渗结束后，为加速模具 Ｃ× ｈ
的冷却 ，以 减少胞 Ｉ ，降低渗层脆性并提高模具的耐磨 生 相 性，我们采取模具出炉后油冷。其热处理工艺如图 ２ 所示。
位 ， 产生 冲蚀 和腐蚀 。因此提高模具 的热疲 劳性 能和 会
４ ｒ ＳＶ 钢 化 学 成 分 和 临界 点 温 度 Ｃ５ １ －１
化 学成 分 （ 量 分数 ， ） 质 ％
Ｃ
０． ２ ３
～
临界温度／ ℃
Ｐ Ｓ Ａｃ ｌ
８ ０ ６
Ｓ ｉ
Ｍｎ
Ｃｒ
ＭＯ
Ｖ
Ａｃ ３
９ｌ ５
Ａｒ ｌ
７ ５ ７
Ａｒ ３
８ ５ ｌ
Ｍｓ
３０ ４
Ｍｆ
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０． ０～ ８ ０． ０～ ４． ５～ ２ ７ １２ ．０ ０． ０ ． ５． ０ ５ ５
１ １ ０． ０～ ． ０～ ８ ≤０． ３ ≤ ０． ３ ０ ０ ０ ０ １７ ．５ １． ０ ２
耐蚀性是提高 ４ ｒＭ Ｓ Ｉ ＣＳ ｏｉ 钢压铸模具 寿命 的重要途径 。 Ｖ 我们对 ４ ｒＭ Ｓ Ｉ ＣＳ ｏｉ 钢预 先进行 淬火 ＋回火 的热处 Ｖ 理， 然后再进行氮碳共渗的复合热处理试 验研究 。该 新
工艺较传统热处 理工艺 可明显 地提高 ４ ｒＭｏ ｉ 钢 压 Ｃ５ Ｓ Ｖ１
种 ，具有较 高的热强度和硬度 ， 中温条件 下 ，具有很 在 好 的热疲劳性能 、韧性 和一定 的耐磨性 ， 而且抗 粘结 力
强 ，与熔 融金 属 相互 作用 小 ，广 泛 应用 于 热镦 模 、锻
铸模的表面硬度 、耐磨性 、热疲劳性 和耐蚀性 ，其压铸
模使用寿命 大大提高。
一
模、 热挤压模 和压 铸模 的制 造 ，特 别适 宜 于 制作 压 铸
艺条件下的有效 硬化层深 度为 １０ ，ｎｍ时 ，２ Ｃ Ｍｎ ｉ ０ ｒ Ｔ 材 料 的接触疲劳应力极 限为 ２ ４ ＭＰ ５８ ａ （ ）通过加工工艺试 验 、渗碳热处理 工艺试验 及台 ３
试验 次数
架试验 ，证明 Ｃ ２ Ｈ可应 用于生 产 ，并制 定 了适合 的 Ｇ０
热 处理工艺及质量检验标准。
试 验次 数
可以代替 ２ ＣＭ Ｔ 来制造 模数 小的齿轮件 及其他零 件 ， ０ｒ ｎ ｉ
若产量增加 ，经济效益将更加明显 。
图 ２ 第五速齿轮热处理变形 （ Ｇ ０ ） ６ Ｃ ２Ｈ
至 ０Ｉ
０．５ ０
八、结语
（ ）新 开发 的 Ｃ ２ Ｈ齿 轮钢 ，其各项 技术指 标 达 １ Ｇ０ 到 设 计 的技术 条 件要 求 ，具 有 易切 削 ，热 处理 变 形
图 ２ Ｃ５ ｏｉＩ ４ ｒＭ Ｓ 钢压铸模氮碳热处理工艺 Ｖ 图 ｌ Ｃ５ ｏｉｌ ４ ｒＭ Ｓ 钢压铸模预先热处理工艺规范 Ｖ
三、氮碳共渗后的组织和性能
１ 渗层组织 ．
４ ｒ ＳＶ 钢压铸模在 ５ ０Ｃ氮碳共渗后 的组织依 Ｃ５ ｉ Ｍｏ １ ８￣
二、表面气体氮碳共渗热处理

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热作模具钢

热作模具钢

热作模具钢2、有较高的韧性和耐冷热疲劳性能。

3、在中温条件下具有很好的韧性、热疲劳性能和一定的耐磨性。

4、空淬热处理变形小，空淬时产生的氧化皮倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。

用途：1、适用于制造铝合金型材的热挤压模与芯棒。

2、模锻锤的锻模、锻造压力机模具、精锻机用模具锤块。

3、模腔升温低于600℃的铝、铜及其合金压铸模。

2、钢材断面在80mm以下时可以淬透。

3、钢的相变温度较高，抵抗冷热交变的耐热疲劳性良好。

4、韧性和塑性较差。

用途：1、可用于制造高温下高应力但不受冲击负荷的凹凸模。

2、可用于制造承受较大压应力、弯应力、拉应力的模具。

3、可用于制造高温下受力的热金属切刀用途：用于制造形状简单，厚度小于250毫米的小型锤锻模，各种热挤压模。

冷作模具钢特点：应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢；具有较好的淬透性和良好的耐磨性，淬火变形小；冲击韧性较差，易脆裂，容易形成不均匀的共晶碳化物。

用途：多用于制造耐磨性能高，受冲击负荷较小的冷作模、冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、拉丝板、拉延模以及螺纹滚模等模具。

加工材料不硬的刀具，高耐磨、长寿命的塑料模具。

的淬透性、强度和韧性，使钢的综合性能更好。

用途：用于制造要求高耐磨性的大型复杂冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。

用途：适用于精密冲剪冲压模，难加工的冷锻、深抽和挫牙用模及高速冲剪冲头，不锈钢板冲头。

塑料模具钢2、具有良好的镜面加工性能，模具表面粗糙度好。

3、在加工模具前已经预硬化处理，可直接使用，既保证模具的使用性能，又避免热处理引起模具的变形。

用途：适于制造大中型的和精密的塑料模具以及低熔点锡，锌，铅合金用的压铸模等。

.由于有Ni的作用,该钢较P20有更高的淬透性,强韧性和抗蚀性,可以使大截面尺寸的钢材在调质后具有较均匀的硬度分布,有很好的抛光性能和很低的表面粗糙度值.该钢制造模具时,一般先进行调制热处理,硬度为29~35HRC(即预硬化),然后加工成模具可直接使用,这既保证了大型和特大型模具的使用性能,又避免了热处理引起模具的变形.用途：要用在大型塑胶模具,模架上.如汽车保险杠,电视机外壳模具等. 适合要求高光整度的模具如生产硬胶(PS)及超不淬胶(ABS)等.制模，耐腐蚀性能良好；镜面抛光效果优异用途：适于制作超镜面塑胶精密模具耐腐蚀高硬度塑胶模具等。

压铸模具材料肌3表面热处理工艺的探究

压铸模具材料肌3表面热处理工艺的探究

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。

4cr5mosiv产品标准

4cr5mosiv产品标准

4Cr5MoSiV1是一种热作模具钢，其产品标准主要表现在以下几个方面：
1. 化学成分：4Cr5MoSiV1的化学成分符合国家标准，保证了其具有优异的力学性能和耐热性。

2. 力学性能：4Cr5MoSiV1的硬度高，韧性好，具有良好的耐磨性和抗疲劳性能。

同时，它也具有较高的强度和硬度保持能力，能够承受较大的冲击和压力。

3. 耐热性：4Cr5MoSiV1具有良好的耐热性，能够在高温下保持优良的力学性能和尺寸稳定性。

4. 工艺性能：4Cr5MoSiV1具有良好的可加工性，可以进行钻孔、铣削、车削等加工操作。

同时，它也易于焊接和热处理，能够满足不同生产工艺的要求。

总之，4Cr5MoSiV1是一种高质量的热作模具钢，其产品标准符合国家标准，具有优异的力学性能、耐热性和工艺性能，广泛应用于各种热作模具制造领域。

热作模具钢及其热处理

热作模具钢及其热处理


1050~1100 1050~1100 1050~1100 1140~1160 1050~1100 1070~1100 1080~1120 1080~1120 1050~1100 1080~1130 l 140~1160
800~850 800~850
≥850 850~900 850~900 850~900 850~900 850~950
3Cr3Mo3W2V 5Cr4W5Mo2V
0.3~0.4 0.32~0.42
0.4~0.5
≤0.4 0.6~0.9
≤0.4
≤0.4 ≤0.65 ≤0.4
2.2~2.7 2.8~3.3 3.4~4.4
— 2.5~3.0 1.5~2.1
0.2~0.5 0.8~1.2 0.7~1.1
W 3.5~9.0 W 1.2~1.8 W 4.5~5.3
0.33/0.43 0.32/0.45 0.32/0.42
0.8/1.2 0.8/1.2 0.8/1.2
0.2/0.5 0.2/0.5 ≤0.4
4.75/5.5 1.1/1.6
4.75/5.5 1.1/1.75
4.5/5.5
—
0.3/0.6 0.8/1.2 0.6/1.0
— — W 1.6/2.4
钨钼系热作模具钢 3Cr2W8V
4.1 热作模具的工作条件与性能要求
4.1.1 热作模具的工作条件
2.热作模具的工作条件如何？ (1) 型腔表层工作温度高。
挤压GCr15轴承套圈，钢坯加热至1050~1100℃，挤压力为2000~2500 MPa， 凹、凸模的瞬时温度高达600~650℃，甚至超过700℃。
尽管热锻模具不同，型腔表层金属受热温度也不相同，但是最低也有几百摄 氏度;热挤压模具与压铸模具型腔表层温度更高。