h13钢熔炼过程(h13炼钢工艺)
发布时间:2023-08-17 浏览次数:次
今天给各位分享h13钢熔炼过程的知识,其中也会对h13炼钢工艺进行解释,现在开始吧!
h13模具钢热处理到HRC48-52度***好。但根据不同的模具使用要求,要作调整。
h13模具钢热处理工艺过程:
1、预先热处理 市场上供应的H13钢钢材和模坯,在钢厂都已作好退火热处理,保证了具有良好的金相组织,适当的硬度,良好的加工性,无需再进行退火。但制造厂进行改锻后破坏了原来的组织和性能,增加了锻造应力,必须进行重新退火。
等温球化退火工艺为:860~890℃加热保温2h,降温到740~760℃等温4h,炉冷到500℃左右出炉。
2、淬火及回火 要求韧性好的模具淬火工艺规范:加热温度1020~1050℃,油冷或空冷,硬度54~58HRC;要求热硬性为主的模具淬火工艺规范、加热温度1050~1080℃,油冷,硬度56~58HRC。
推荐回火温度:530~560℃,硬度48~52HRC;回火温度560~580℃;硬度47~49HRC。
回火应进行两次。在500℃回火时,出现回火二次硬化峰,回火硬度***高,峰值在55HRC左右,但韧性***差。因此,回火工艺应避开500℃左右为宜。根据模具的使用需要,在540~620℃范围内回火较好。
淬火加热应进行两次预热(600~650℃,800~850℃),以减少加热过程产生热应力。
3、化学热处理 H13钢若进行气体渗氮或氮碳共渗可使模具进一步强化,但其氮化温度不应高于回火温度,以保证心部强度不降低,从而提高模具的使用寿命。
扩展资料
H13钢是使用***广泛和***具代表性的热作模具钢种,它的主要特性是:
(1)具有高的淬透性和高的韧性;
(2)优良的抗热裂能力,在工作场合可予以水冷;
(3)具有中等耐磨损能力,还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度,但要略为降低抗热裂能力;
(4)因其含碳量较低,回火中二次硬化能力较差;
(5)在较高温度下具有抗软化能力,但使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃);
(6)热处理的变形小;
(7)中等和高的切削加工性;
(8)中等抗脱碳能力。
1、淬火规范:温度1020--1050度,冷却介质:油或空气,硬度HRC:56--58回火规范:温度560--580度,冷却:空冷,回火硬度HRC:47--49。
2、热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。
扩展资料:
公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和水的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀***早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
参考资料:百度百科--热处理工艺
H13钢的淬火工艺:
1、550°预热有效尺寸每毫米1.0—1.5分钟(井式加热炉); 850°保温每毫米0.3—0.5分钟。
2、1030°-1050°盐浴炉淬火,每毫米0.3—0.5分钟;出炉油冷。
3、520°-550°回火三次,每次3小时;
)H13钢是世界上普遍使用的强韧兼具的热作模具钢,具有高的淬透性和抗热裂能力。
2)H13钢的国内牌号为4Cr5M0SiVl,严格控制硫的含量可大大提高钢的断裂韧度和抗冲击能力。
3)H13钢的表面改性主要有铁素体氮碳共渗或者硫氮碳共渗以及物理气相沉积硬膜等方法或这些方法的合理组合。
H13是美国的牌号,国产的牌号为4cr5mosiv.
其线膨胀系数是
温度 线膨胀系数
20-200 10.9
20-300 11.4
20-400 12.2
20-500 12.8
20-600 13.3
20-700 13.6
热处理后的硬度为
回火温度 硬度(hrc)
200 55
300 53
400 52
500 55
600 50
700 30
H13(4Cr5MoV1Si)是一种摸具钢,目前应用较广泛的材料,据介绍,国外80%的型腔均采用H13.
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命名。分别为H10~H19,H21~H26,和H42、H43。热作模具钢的含碳量为中碳含量(0.35~0.45%),另含Cr、W、M0和V合金元素,合金含量在6~25%范围。
H13钢属于**种。其含碳量在0.5%以下,按淬火钢硬度与含碳量关系曲线[2]可知,其***大淬火硬度在55HRC左右。钢的含Cr量为5%左右,它和其他碳化物形成元素一起提供给钢具有较高的淬透性和好的抗软化能力,所以该钢在空冷条件下能够淬硬。在6barN2气体真空处理条件下可淬透直径为160mm[3]。但铬的加入会增加碳化物的不均匀程度,致使钢中会出现亚稳定的共晶碳化物,这种碳化物现在国内一般可用高碳铬轴承钢相关标准予以评定[4,7]。铬含量的提高有利于增加材料的热强度,但对韧度不利。材料中增加钼和钨,有人提出[5],(1/2W+M0)的量至1%以上时,会使材料500℃以上进行回火时仍获得较高硬度,并具有二次硬化能力。H13钢的二次硬化能力不很明显,可参见资料[1]。提高V的含量,如V的量由0.4%(SKD6,相当于H11)提高至1%,使H13钢(SKD61)的热强度和热稳定性提高了,同时V也增加水冲洗抗力,实际上是提高水浸侵蚀磨损抗力(erosive wear)[6]。
另外,钢中加入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,也使溶入奥氏体后在回火过程中产生二次硬化效果。对Cr的加入形成的碳化物为
M23C-6型,其在1100℃奥氏体化时基本上溶解完了,(全部溶入奥氏体的温度是1160℃),这将决定H13钢的***佳奥氏体化温度处于1020~1080℃范围内。[4]
H13钢对硫磷含量限制在0.030以下,实际上,硫的质量分数0.014%时可以大大提高钢件的断裂韧度KIC值。国外电渣重熔的优质H13钢的含硫量控制在0.005%~0.008%范围内[7],这当然保证了材料的质量。北美压铸协会标准NADCA207-2003中对符合标准级外的特级(premium)和超级(superior)的H13钢的***小麦夏氏V型缺口冲击值为11J(8英尺˙磅)和13.8J(10英尺˙磅)。当加入0.06%~0.15%S和≤1.0%Mn使成为易切削钢时,可用于制造塑料模具,其机加工性能良好。材料经过调质处理,使硬度在(40~44)HRC范围内进行加工,并可抛光达Ra为0.05μm的镜面光洁度,满足高光洁塑料模具要求
(1) 材料的特性:H13 钢是美国标准热作模具钢种和电渣重熔钢 , 该钢是世界上普遍使用的强韧兼具的热作模具钢, 具有高的淬透性和抗热裂能力。该钢含有较高含量的碳和钒, 耐磨性好, 韧性相对有所减弱; 具有良好的耐热性, 在较高温度时具有较好的强度和硬度以及高的耐磨性和韧性同时具有优良的综合力学性能和较高的耐回火性。
锻坯要进行六面锻造, 锻造比要大于4。具有高的淬透性和高的韧性; 优良的抗热裂能力, 在工作场合可进行水冷; 具有中等耐磨损能力. 还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度, 但要略为降低抗热裂能力; 因其碳含量较低, 回火中二次硬化能力较差; 在较高温度下具有抗软化能力, 但使用温度高于540℃时, 硬度出现迅速下降; 该钢热处理的变形小, 具有中等和高的可加工性和中等抗脱碳能力。
该钢的***高使用温度不宜超过 600°C , 并且低于 3Cr2W8V 钢。该钢的热强性和热稳
定性也低于3Cr2W8V钢, 钢的冲击韧度高于3Cr2W8V钢, 有时甚至高出一倍以上。
该钢目前正在向低 Si、高 Mo方向发展, 该钢表面改性主要有铁素体单谈共渗或者硫氮碳共渗以及物理气相沉积硬膜等方法, 更为优越的办法是将这些方法进行合理组合。
(2) 供货状态:调质态, 硬度 185~235HBW
(3) 化学成分:根据美国标准 ASTM681-1986, 该钢的化学成分 (质量分数): C0.32% ~0.45%、Si0.80% ~1.20%、Mn0.20% ~0.50%、 Cr4.75% ~5.50%、 Mo1.10% ~1.75%、 Ni≤0.25% 、 V0.80% ~1.20%、 P≤0.03%、 S≤0.03%
(4) 参考对应牌号:美国 AISI 标准牌号 H13、中国 GB 标准牌号 4Cr5MoV1Si、日本JIS标准牌号SKD61、日本日立 (HITACHI) 标准牌号 DAC、日本不二越 (NACHI) 标准牌号HDS61、德国DIN标准材料编号1.2344、奥地利百禄 (BOHLER) 标准牌号W302、中国台湾荣刚 (EVERGCREEN) 标准牌号 H13 、瑞典 UDDEHOLM 标准牌号 ORVAR **钢材、瑞典一胜百 (ASSAB) 标准牌号 8402/8407
(5) 热加工规范:加热温度 1110 ~1160°C, 开始温度 1060~1150°C, 终止温度≥800°C
(6) 普通退火规范:845 ~880°C ×2~4h。缓冷到 500°C 左右出炉空冷。
(7) 毛坯成批等温球化退火规范:缓慢加热, 850 ~870°C ×3 ~4h, 炉冷至 740 ~760°C ×4 ~5h, 再炉冷至≤550℃,出炉空冷, 硬度≤229HBW. 共晶碳化物等级≤3 级。
(8) 冷压毛坯软化处理规范:840 ~860°C×3 ~4h, 以5 ~10℃/h 的冷却速度, 缓慢冷至≤600℃, 出炉空冷。处理前硬度≤229HBW, 处理后硬度≤197HBW
(9) 固溶处理+淬火+高温回火预处理规范:固溶处理温度1100~1150°C。高温回火温度 (680±10)°C, 保温 1h, 出炉空冷。
该预处理工艺对消除化学成分偏析, 改善组织均匀性有良好的效果。
(10) 普通淬火、回火规范:预热温度 550°C 、 850℃, 淬火温度 1020 ~1050°C , 油或空气冷却硬度 57 ~60HRC,回火温度600℃, 回火两次. 硬度47~49HRCü
(11) 碳化物弥散渗碳 (CD 渗碳):采用 930°C ×6h 渗碳, 渗碳剂为乙酸乙酯或丙酮;1000°C淬油, 200°C 回火。碳势控制在?(C) =0. 8%~0.9% 即可, 渗碳层ω(C) =1. 8% 。表面硬度 62 ~63HRC, 心部硬度 53HRC, 冲击韧度为 49J/cm2
(12) 典型应用举例
1)用于制作冲击载荷大的锻模、热挤压模、精锻模。
2) 用于铝、铜及其合金的压铸模。
3) H13 钢冲头经 CD 渗碳后,使用寿命从CrWMn钢冲头 2000 ~ 3000 次提高到9500 ~27000 次。
4) 用于高温热固性塑料模。
H13模具钢是世界上普遍使用的强韧兼具的热作模具钢。H13模具钢有较高的韧性、淬透性和耐冷热疲劳性能,不易产生热疲劳裂纹。这些特点也是由H13热处理工艺决定的。
1、退火工艺 H13模具钢属于共析钢,采用常规完全退火或等温球化退火。H13模具钢的完全退火工艺为:850~900℃×3~4h,保温结束后随炉冷到500℃以下出炉空冷;等温球化退火艺:845~900℃×2~4h/炉冷+700~740℃×3~4h炉冷,≤40℃/h,≤500℃出炉空冷。H13模具钢经退火处理后,适宜的组织由球状珠光体和少量粒状碳化物组成,要求热处理硬度达到HB192~229,可以获得较好的加工性能。对于质量要求较高的H13钢模具,还应进行防止白点退火。
2、淬火工艺 H13模具钢的淬火回火工艺可以采用盐浴炉、真空炉和流动粒子炉加热,模具表面光洁,热处理变形小,零件寿命长。特别是外热式刚玉流动粒子炉保护加热,吸收了盐浴炉和真空炉加热的共同优点,很适合热作模具钢的热处理加热。 H13模具钢采用盐浴炉作为加热设备时的通用淬火工艺是:400~500℃预热,650~840℃预热,1020~1050℃奥氏体化,保温结束后可视使用性能要求采用空淬、油淬、气淬或分级淬火,分级温度可取500~540℃。
3、回火工艺 H13模具钢淬火后应进行2~3次回火,以期获得所要求的力学性能。淬火后的模具温度在低于70℃时就应尽快回火,这对尺寸较大、形状复杂的热作模具尤为重要。同时,为避免热作模具回火时重新产生残余应力,回火加热和冷却应缓慢进行。
H13模具钢的回火工艺应根据热作模具的工作条件和具体的失效形态来确定回火温度和硬度。一般优质H13模具钢大都采用540~650℃×3h高温回火,以提高模具的韧性和减少残余奥氏体(Ar)在模具钢中发生转变而引起脆性。
h13钢熔炼过程的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。
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原文标题:h13钢熔炼过程(h13炼钢工艺)
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