H13模具鋼表面改性分析

　　H13鋼的表面改性

　　在美國，熱模具鋼分為三種類型：Chrome模具鋼鎢熱量模具鋼和熱鉬模具鋼它們都被稱為H..它們是H10，H19，H21，H26和H4H43。

　　H13鋼用于屬于第一類的鋁合金壓鑄模具。國內(nèi)鋼材為4Cr5m0sivl。過去使用3Cr2W8V鋼的熱疲勞和韌性。

　　通常認為熱疲勞裂縫和熱條是熱加工模具失敗的兩種主要原因。在這方面，國外相關文獻非常清楚：鑄造造型和極限模具壽命的三種機制是焊接和化學腐蝕性損壞，磨損和腐蝕，以及熱疲勞裂縫。

　　最重要的失敗機制。他們建議鐵氧體氮碳常見葉和離子氮氣可以顯著延長工具鋼的使用壽命。國內(nèi)鋁熔體損失實驗表明，當模具材料的硬度為45小時時，消除鋁熔體損失率高達590％，鹽浴，氮，滲碳和氮化，熔體寶鋼h13韶關損失率僅為0.10％，當鹽浴碳氮拷貝（軟氮化）增加PVD處理時，熔體損失率明顯降低至0.10％?？梢钥闯觯琀13鋼的表面改性效果非常明顯。

　　H13鋼的碳含量小于5％。

　　美國AISIH13，UNSIH13，UNST，ASTMA681最新版本）H13鋼和喂養(yǎng)QQ-T-570H13碳含量（0.320.45％），是所有H13鋼中的最大碳含量范圍。

　　它具有高耐熱軟化和高溫耐磨性，以保持模具保持一定的高溫強度和尺寸穩(wěn)定性。

　　鉻等碳化物成型元件提供高氣體和良好的抗軟化抗性，因此它可以在空氣冷卻中硬化。在6個Barn2氣體真空處理下，硬化直徑為160mm，但添加鉻增加了碳化物的不均勻性，導致鋼中的轉移共晶碳化物。目前在中國，這種碳化物可以按照高碳鉻軸承鋼的相關標準進行評估h13模具鋼重量計算。

　　鉻含量的增加有利于增加材料的熱強度，但不利于韌性。已經(jīng)提出將鉬和鎢添加到材料中，并且當（1/2W+M0）的含量超過1％時，當它在500℃的溫度下回火時，該材料仍然更高的硬度。二次硬化。H13鋼的二次硬化能力不明顯，見數(shù)據(jù)[1]。增加V的含量，例如0.4％（SKD6，相當于H11）的v的數(shù)量增加到1％，從而提高了H13鋼（SKD61）的熱強度和熱穩(wěn)定性。同時，V還增加了抵抗水的能力。事實上，它增加了抵抗水腐蝕和磨損的能力。

　　此外，可以精制諸如W，M0，V，Nb的元素，例如W，M0，V，Nb，形成為M6C和MC的碳化物，以及奧氏體晶粒，并且在溶解的脾氣期間引起二次硬化奧氏體。

　　由Cr加入Cr的碳化物是M23C6型，其基本上溶解在1100℃（所有溶解的奧氏體溫度為1160℃），這將在該范圍內(nèi)確定該范圍內(nèi)的最佳奧氏體溫度。10201080°C.

　　法國HEF組開發(fā)并應用等離子增強的磁控濺射技術，以精確控h13模具鋼重量計算制涂層的沉積過程。使用PEMSTM技術可以達到最高的理論涂層密度。因此，HEF集團的真空涂層設備和技寶鋼h13韶關術在世界領導者中。

　　總之，HEF設備和技術的主要優(yōu)點是：

　　含鉻的熱模具鋼硅含量為0.8020％，只有H19鋼的Si含量為0.20比例0.50％。

　　除了固溶性溶液增強外，鋼中的硅含量增加還可以增加鋼的高溫抗氧化性能，高達800°C（1475°F）。但Si不利于改善韌性?，F(xiàn)在，H13鋼的發(fā)展進入低硅高M0的第二階段（第一階段是H13鋼的材料和熱處理水平）。

　　它逐漸認識到，低Si的作用主要包括減少材料的偏析，提高了宏觀結構的均勻性;在固化過程中減少液體/適配器表面組分;改善晶體微觀結構，精煉奧氏體晶粒;鋼的韌性及其抵抗熱裂縫的能力，并降低高溫疲勞裂縫和高溫蠕變裂縫的生長速率;鋼貝氏體過渡延遲。同時，M0的數(shù)量增加到約3％。日本低硅高M0SKD61的成分是碳（0.30-0.40％），硅（0.050％），鉻（9-5％），M0（0-5％）和釩（0.50-20％）。相應的低Si高度M0德國鋼是2367，成分為C0.40％，硅0.40％，鉻95％，M00％和V0.9％。當M0含量增加到0％時，鋼的淬透性增加，并且防止了奧氏體碳化物的沉淀，并且誘導貝氏體轉變延遲。提高翻新抗性和韌性;提高高溫強度和高溫蠕變強度;改善抗熱性。關于延遲的Gerite轉型，據(jù)報道，610×203×500mmH13模塊在3巴（約3ATM）氣體下淬火，核心和表面的貝氏體含量分別為70％和40％，低SihighM0SKD61分別。鋼鐵含量僅為2％和1％。

　　這對于延長模具的壽命是非常有利的。一種新的熱門類型模具鋼3Cr3M03VNB在中國也是3％（范圍的70°20％），硅含量和高M0的低性能和高M0也是其性能優(yōu)異的原因之一。

　　H13熱量模具鋼廣泛用于國內(nèi)有色金屬壓鑄模具。所謂的熱加工模具是指金屬或合金塑性變形，其被加熱到再結晶溫度，并擠出液體有色金屬以使模具制成。

　　我國4Cr5M0SIV1和SM4CR5M0SIV1和SM4CR5M0SIV1的碳含量分別為（0.320.42）％和（0.320.45）％。

　　德國標準X40CrM0V5-1和WNR2344鋼碳含量（0.370.窄碳含量[43]％[2]。北美壓鑄協(xié)會標準NADCA207-90規(guī)定了先進的H13鋼碳含量（0.370.42）％。

　　清空時加熱，完全取下水以實現(xiàn)高質(zhì)量和高效的沉積效果;

　?。?）高熱裂解和熱疲勞性，使模具難以形成裂縫，也難以擴散由冷熱引起的裂縫，從而避免填充模具。

　　最小加工溫度可達80°C，可用于幾乎所有材料，包括鋁合金和聚合物材料;

　　（2）高硬化抗性，熱處理期間具有低冷卻強度和較少轉化的介質(zhì);

　　低壓高真空均勻可大大降低銳角效果;

　　解決H13鋼的表面改性的最佳方法是在模具材料上覆蓋硬膜以防止鋁合金熔化濕。同時，涂覆的硬膜也賦予模具材料的表面耐腐蝕性。在車輛轉向的鋁合金工件的壓鑄模具中，HEF組沉積在挺桿（38cdv5，相當于H13鋼）表面的表面，硬度可以達到40004500hv，溫度是然而，高達800℃的高度，它也抵抗鋁合金的粘附性，并且壽命增加到100,000次，而沒有沉積的挺桿的6至7倍。

　?。?）焊接和液態(tài)金屬的化學腐蝕損壞存在高抗性。它的特征在于我國的大量液態(tài)金屬損失。

　　為了滿足高溫韌性，高溫硬度和耐磨性的要求，取決于鋼的化學成分和中碳含量（0.350。鉻，鎢，M0和釩的合金元素。合金元素的總含量是6％-25％。

　　獨特的OES系統(tǒng)用于測量等離子體波長，從而實現(xiàn)涂層組件的精確控制。

　　通過PVD技術獲得高質(zhì)量的模具工件涂層取決于高性能設備和工藝參數(shù)的最佳選擇。該裝置優(yōu)選具有以下技術要求：較低的涂層處理溫度;良好的涂層性能;均勻的涂層沉積;增強的電離率：精確的涂層組件控制;一定的沉積率;納米結構涂層;PVD和化學氣相沉積操作模式;當電鍍膜時，可以蝕刻以獲得最佳涂層質(zhì)量。

　　用于如何獲得不受液態(tài)金屬潤濕的硬膜，D.Moore等，多層優(yōu)化涂層的結構是：首先改變H13模子基質(zhì)的表面，例如鐵氧體氮碳或者在鍵合中間層中的50100nm離子離子，例如Ti或Cr;中間梯度層，基質(zhì)和壓鑄作業(yè)引起的涂層之間的可調(diào)節(jié)熱殘余應力，硬涂層是納米（≤20nm）的結構;

　　壓鑄模具的使用壽命取決于許多因素：模具設計的合理性，模具材料的正確選擇，模具加工的合理配方，當然還有模具條件和高性能熱模具鋼維護。其中，模具材料的質(zhì)量和熱處理是一個非常重要的關鍵因素。熱處理應包括整個工件的熱處理和工件的表面改性。相關標準主要是北美阻尼協(xié)會標準，法國汽車工業(yè)協(xié)會，德國鋼鐵協(xié)會，材料協(xié)會和壓鑄協(xié)會，以及通用汽車和福特推薦的標準。

　　H13鋼的總熱處理和測試非常重要。我們將討論高性能熱模具鋼。

　　作為彩色金屬，鋼模鋼通常應符合以下條件：

　　可以獨立地控制離子的流速和能量以獲得最高密度和性能涂層;

　　H13鋼鍛模和鋁合金模具的表面改性主要是在兩個方面中表現(xiàn)出：（1）鐵素體氮碳血液鍛造和硫磺-碳共滲透技術;（2）PVD涂層技術。