H13钢压铸模具的外貌改性
潘晓华1朱祖昌2
（1艾福外貌处理技能(上海)有限公司，上海200030，2上海工程技能大学，上海200336）
中文择要：注重先容H13钢的化学因素及低Si高M¬0的改革方向，同时叙述了压铸模具的外貌PVD改性。
要害词：压铸模具，热处理，外貌改性，物理气相沉积
1.压铸模具和H13
国内有色金属压铸模具广泛采取H13热作模具钢。所谓热作模具是指对加热至再结晶温度以上的金属或合金举行塑性变形的和对液态的有色金属压抑成型制造零部件的模具。
作为有色金属的压铸模具用钢平常应具有下述条件：（1）具有较高的淬透性，热处理时可采取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倦抗力，使模具担当激冷激热不易形成裂纹以及形成的裂纹不易扩展，禁止模具失效；（3）具有高的抗热软化本领和抗高温磨损本领，使模具保留肯定的高温强度和尺寸稳固性；（4）具有高的抗液态金属的粘焊（soldering）和化学冲蚀毁伤，国内以熔化液态金属的熔损来表征。要到达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本领，重要由钢的化学因素决定，平常采取中碳含量（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%范畴。
在美国，热作模具钢分为三种：铬热作模具钢、钨热作模具钢和钼热作模具钢，全部以H定名。分别为H10～H19,H21~H26,和H42、H43模具钢。用于Al合金压铸模的钢种，如今很广泛采取H13钢，它属于第一种。国内钢号为4Cr5M0SiVl。过去国内采取较多的3Cr2W8V钢的热疲倦性和韧度显得不敷。
H13钢的含碳量在0.5％以下。美国AISIH13,UNST20813,ASTMA681(最新版)的H13钢和FEDQQ-T-570的H13的含碳量都法则为（0.32～0.45）％,是全部H13钢中含碳量范畴最宽的。我国GB/T1299和YB/T094中4Cr5M0SiV1和SM4Cr5M0SiV1钢号的含碳量为（0.32～0.42）％和（0.32～0.45）％。德国DIN17350X40CrM0V5-1和WNr1.2344钢的含碳量为（0.37～0.43）％，含碳范畴较窄模具钢。北美压铸协会准则NADCA207-90中对中高级H13钢的含碳量法则为（0.37～0.42）％。
铬和其他碳化物形成元素一起提提供钢具有较高的淬透性和好的抗软化本领，以是该钢在空冷条件下可以或许淬硬。在6barN2气体真空处理条件下可淬透直径为160mm模具钢。但铬的加进会增长碳化物的不匀称程度，致使钢中会出现亚稳固的共晶碳化物，这种碳化物如今国内平常可用高碳铬轴承钢相干准则予以评定模具钢。铬含量的进步有利于增长质料的热强度，但对韧度倒霉。质猜中增长钼和钨，有人发起模具钢，（1/2W+M0）的量至1％以上时，会使质料500℃以上举行回火时仍得到较高硬度，并具有二次硬化本领。H13钢的二次硬化本领不很显然，可拜见资料模具。进步V的含量，如V的量由0.4％（SKD6,相当于H11）进步至1%，使H13钢（SKD61）的热强度和热稳固性进步了，同时V也增长水冲洗抗力，实际上是进步水浸腐化磨损抗力（erosivewear）模具。
别的，钢中加进W、M0、V、Nb等形成M6C和MC型碳化物的元素，能对奥氏体晶粒细化，也使溶进奥氏体后在回火进程中产生二次硬化结果。对Cr的加进形成的碳化物为M23C¬6型，其在1100℃奥氏体化时根本上溶解完了，（全部溶进奥氏体的温度是1160℃），这将决定H13钢的最佳奥氏体化温度处于1020～1080℃范畴内模具钢。
含Cr热作模具钢的含Si量都在0.80～1.20％，只有H19钢含Si量为0.20～0.50％。钢中增长Si的量除了固溶深化影响外，它能改革钢的高温抗氧化本领，直至800℃（1475℉）。但Si有损于韧度进步。如今H13钢的成长正在向低Si高M¬0的第二阶段举行，（成长第一阶段是进步H13钢的材质和热处理程度）。人们已渐渐熟识到低Si的结果重要有：裁减质料的偏析，改进宏观构造匀称程度；裁减凝集时液/固界面上因素过冷，改进结晶的微观构造和奥氏体晶粒细化；进步钢的韧度以及抗热裂本领和减低高温疲倦裂纹扩展速率以及高温蠕变裂纹扩展速率；延缓钢的贝氏体变化。同时增长M0的量至3％左右，日本低Si高M0的SKD61的因素范畴为：C（0.30～0.40％）、Si（0.05～0.30）、Cr（4.9～5.5%）、M0（2.0～3.5％）和V（0.50～1.20％）。相应低Si高M0的德国钢号为1.2367，其因素为C0.40％，Si0.40％，Cr4.95％，M03.0％和V0.9％。M0的量进步至3.0％，则使钢的淬透性进步，防备奥氏体晶界碳化物的析出和延缓贝氏体变化；进步回火抗力和韧度；进步高温强度和高温蠕变强度；进步抗热裂本领。关于延缓贝氏体变化，有资料报导：对610X203X500mm的H13模块经3bar（约3atm）气淬后心部和外貌的贝氏体量达70％和40%，而对低Si高M0SKD61钢相应仅有2％和1%模具钢。这对模具利用寿命进步非常有利。我国的一种新式热作模具钢3Cr3M03VNb的M0量也为3%（范畴为2.70～3.20％），Si的量为≤0.60％，其性能精良的一个因为也应回咎于低的Si高M0的。
2.H13钢的外貌改性
压铸模具的利用寿命决定于许多因素?