國內(nèi)有色金屬壓鑄模具普遍采用H13熱作模具鋼。所謂熱作模具是指對加熱至再結(jié)晶溫度以上的金屬或合金進(jìn)行塑性變形的和對液態(tài)的有色金屬壓制成型制造零部件的模具。
作為有色金屬的壓鑄模具用鋼一般應(yīng)具有下述條件:
(1)具有較高的淬透性,熱處理時(shí)可采用冷卻強(qiáng)度較小的介質(zhì)和具有較小的熱處理變形;
(2)具有高的抗熱裂性和耐熱疲勞抗力,使模具經(jīng)受激冷激熱不易形成裂紋以及形成的裂紋不易擴(kuò)展,避免模具失效;
(3)具有高的抗熱軟化能力和抗高溫磨損能力,使模具保持一定的高溫強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性;
(4)具有高的抗液態(tài)金屬的粘焊(soldering)和化學(xué)沖蝕損傷,國內(nèi)以熔化液態(tài)金屬的熔損來表征。要達(dá)到這些兼具高溫強(qiáng)度和高韌度要求,又有較高的高溫硬度和抗磨損能力,主要由鋼的化學(xué)成分決定,一般采用中碳含量(0.35~0.45%)和含Cr、W、M0和V等合金元素,合金元素總量在6~25%范圍。
在美國,熱作模具鋼分為三種:鉻熱作模具鋼、鎢熱作模具鋼和鉬熱作模具鋼,全部以H命名。分別為H10~H19,H21~H26,和H42、H43。用于Al合金壓鑄模的鋼種,目前很普遍采用H13鋼,它屬于第一種。國內(nèi)鋼號為4Cr5M0SiVl。以前國內(nèi)采用較多的3Cr2W8V鋼的熱疲勞性和韌度顯得不足。
熱作模具鋼廠熱作模具鋼分二大類:熱作模具鋼和超級熱強(qiáng)合金。
熱作模具鋼的選用
熱作模具由于在有溫度的條件下工作,要求材料具有熱強(qiáng)性和熱耐磨性,為了保證模具的使用壽命模具要冷卻,熱冷交替模具會(huì)出現(xiàn)龜裂,即熱疲勞裂紋,所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能。
按熱強(qiáng)性排列的主系列進(jìn)行選材:
低合金調(diào)質(zhì)模具鋼(6G,6F2,6F3)—中鉻熱作模具鋼(H11、H12、H13)—鎢熱作模具鋼(H21、H22)。
非標(biāo)準(zhǔn)的熱作模具鋼:例如熱鐓鍛模具用時(shí)效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出現(xiàn)了不能滿足熱耐磨性時(shí),可以選擇6H1、6H2。
當(dāng)要求模具以熱作耐磨性為主時(shí),可以選擇D2、D4——M2、M4——粉末鋼。鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鈷基硬質(zhì)合金的高溫耐磨性是很高的,但其熱疲勞性(即冷熱抗疲勞裂紋)很差,不能在急冷急熱狀態(tài)下使用。
熱作模具鋼廠