718模具設計熱浸跟h13塑料模具熱浸不同點就是兩到所述

來源: 網絡整理 2019-11-20

用于大型長壽命塑膠注塑模,如家電制品、電腦外殼等模具。718模具鋼跟H13模具鋼區別就是以上所述。H13熱作模具鋼合金含量較高,在電渣重熔過程中會在凝固末端形成粗大的共晶碳化物及氮化物,由于生成溫度高,熱穩定性好,在鍛造和熱處理過程中難以去除,會保留到回火狀態,顯著降低鋼的強度、韌性以及疲勞性能,如何細化或減少這些粗大碳化物,成為研究的重點。元素CSiMnMoCrNi標準含量(%)28~4020~8060~0030~5540~0080~20YB/T127-H13模具鋼板寬度(210-61*厚度(6-8熱軋H13模具鋼管外徑(6-21*壁厚(5-2H13模具鋼錠電渣錠35T5T75T0T5T8T0T2T8T(0-T(交貨狀態:布氏硬度HBW10/3000(小于等于2淬火:790度±15度預熱1000度(鹽浴)或1010度(爐控氣氛)±6度加熱保溫5~15min空冷550度±6度回火退火、熱加工。目前,國內外針對H13鋼的研究多集中在相變動力學、熱處理工藝等方面,而針對鍛造工藝對H13鋼組織及性能影響的研究并不多見。利用OM、SEM、EDS、EBSD、硬度測試及沖擊韌性實驗等分析手段,對比研究H13鋼和H13-Nb鋼芯棒偏析、液析碳化物、組織及力學性能。為此,對4Cr5MoSiV1和SKD61鋼在抗拉強度、沖擊韌性和析出相等方面進行了研究,同時結合SEM與EDS分析結果,探討了兩種鋼強韌性差異的原因,為國產H13鋼性能的改善提供參考。電爐H13熱作模具鋼的鍛造比控制在4~6的范圍內較為合適。表1實驗鋼化學成分(質量分數,%)實驗鋼CSiMnPSCrMoVSKD6139933902<0010622834Cr5MoSiV14006330210035133286采用帶EDS的JSM-6480LV掃描電鏡觀察斷口形貌,以及實驗鋼電解后的析出相和夾雜物。試驗用H13鋼錠經電渣重熔工藝冶煉,鋼錠化學成分見表1:表1H13鋼的化學成分(wt%)CSiMnCrVMoPS37~4098~0135~3703~0592~9528~30≤015≤003始鍛溫度1180℃,終鍛溫度850℃,進料量控制在下砧寬的1/3~1/鐓粗比為3∶總鍛造比為4∶1。這些共晶碳化物的存在,不但影響到合金元素的有效利用,對鋼的使用性能也會產生不利影響。目前,含Nb的H13鋼并未在生產中得到有效的應用和推廣,因為很多實驗基于小尺寸試樣,而生產實踐中大尺寸H13鋼錠凝固易產生缺陷,微量Nb添加在大尺寸的H13鋼中會大大改變組織性能,大大降低H13韌性。Nb添加至熱作模具鋼中對改善熱強性也有一定的運用,Nb元素在淬、回火后固溶到基體中去,經過長時間的保溫后,以NbC的形式析出,提高了材料的抗回火軟化能力。根據芯棒工作環境及性能要求,國內外芯棒所用材料一般采用H13鋼,其具有優良的綜合性能。研究人員在H13基礎上添加06%Nb,研究Nb對大尺寸H13芯棒退火態偏析、組織、液析碳化物影響,進而研究Nb對H13鋼橫向韌性的影響規律,對大尺寸含Nb的H13鋼產品的實際生產和使用具有一定參考價值和意義。結果表明:H13-Nb中06%Nb加重了偏析,改變MC相液析碳化物的類型,由VC為主變成以(V,Nb)C為主,提高了MC相析出的溫度,產生較多的液析碳化物。盡管在凝固末端時V和C元素在殘余液相中的偏析含量已經很高,但是假設VC88活度為1時并不能生成碳化物。沖擊韌性實驗采用10mm×10mm×50mmV型缺口沖擊試樣,在JB-30B型擺錘式沖擊試驗機上測定沖擊功。液析碳化物經過淬火、回火沒有發生改變,H13-Nb中較多較大的液析碳化物對韌性也有較大的影響。實驗發現:Mg元素加入鋼中可以阻礙滲碳體的析出,進而阻礙奧氏體向片狀珠光體轉變,條狀碳化物長時間保溫后分解球化導致常規完全退火后,無Mg鋼的強度和硬度高于含Mg鋼,而含Mg鋼的韌性則高于無Mg鋼。斷口分析可知,既有解理斷裂,又有準解理斷裂,且有微孔和少量韌窩存在。

大型芯棒H13和H13-Nb存在尺寸效應,從芯部到邊部,偏析逐漸減輕,液析碳化物數量逐漸減少,沖擊功逐漸增大。H13鋼的橫向沖擊性能提高主要與細晶增韌、帶狀偏析、沿晶碳化物減少以及碳化物分布更加均勻,從而弱化了裂紋萌生的傾向性等因素。2類碳氮化物相成分分布較為集中,富Ti-V相的平均成分為(Ti477V336Nb18CxNy,富Nb的平均成分為(Ti128V255Nb61CxNy。棒材中存在的析出相包含3層結構,中心為氧化物核心,主要為氧化鋁或鎂鋁尖晶石,中間層為富Ti-V的碳氮化物相,最外層為富Nb碳氮化物相。實驗材料為H13和H13-Nb芯棒,直徑200mm,H13和H13-Nb的化學成分(除Nb元素外)都符合NADCA#207-2003成分標準。Nb是一種對C有極高親合力的元素,能形成十分穩定的碳化物,在合金鋼中得到廣泛的應用。

在芯棒的芯部、1/4直徑、邊部各取出3個標準V型缺口沖擊試樣(尺寸為10mm×10mm×55mm,缺口方向平行于縱向)和1個退火態金相試樣(尺寸為10mm×10mm×15mm),沖擊試樣熱處理工藝為750℃預熱45min,1030℃保溫30min后油淬,640℃保溫2h回火2次。試驗發現,鍛后通過1100℃左右的高溫加熱,然后快速冷卻能夠有效避免和消除網狀碳化物,獲得均勻、理想的退火顯微組織和性能。Thermo-Calc計算表明,核心鎂鋁尖晶石及氧化鋁在凝固前即已生成,凝固過程中,當固相率達到823時,富Ti相依附于氧化物首先析出,隨后富V相、富Nb相依次析出。

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