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铝压铸铸造模具用钢是怎么选择的?

2020-08-14

       钢作为现在常用的压铸模具用钢,其应用范围也达到了一个相当的规模。其性能也得到了较好的展现,由于压铸条件的越发苛刻,对H13钢种的改良也越发迫切。国内外对于H13钢种的改良也从未停止。

       H13钢对应的国内牌号为4Cr5MoSiV1,现在较为成熟的改良方向是:1)铝压铸铸造在钢的成分方面,提高Mo的含量,降低Si和V的含量;2)在炼钢工艺方面,尽量减少钢中夹杂物的含量,提高钢的纯净度;3)铝压铸铸造在钢厂发货之前增加超细化工艺,改善发货时的组织状态。

       早期的H13钢(H13的成分范围如下表所示)中Mo的含量在1.5%左右,铝压铸铸造的元素的加入显著改善了钢材的耐回火性能。提高Mo的含量是近期改良H13钢的一个趋势。H13钢作为热作模具钢,其使用条件比较苛刻,在压铸过程中,模具需要承受高达数千吨的压力,且铝液温度也比较高(远高于H13的回火温度)。所以对钢材组织的要求也比较高,新的铝压铸铸造改善H13组织的方向为降低钢中的夹杂物的含量。钢中夹杂物大多与氧有关,所以降低钢中的氧含量可以显著降低夹杂物的含量。另外钢中的S和P也是危害比较大的元素,所以优质的H13一般也会把脱硫和脱磷作为改良的标准。H13钢在钢厂中的发货状态一般都是球化退火态。但随着压铸条件对钢材性能要求的提高,在工艺上改进就显得很有必要。新的趋势是在发货前进行一次细化处理,得到回火索氏体组织。细化可以改善组织的均匀程度,促进合金元素溶入基体,改善组织中碳化物的形态。但是由于钢厂在细化时采取的是整板冷却的方式,所以铝压铸铸造只能采取水冷。这就会带来另一个问题,那就是铝压铸铸造在水冷过程中会出现裂纹。因为水冷的方式比较剧烈,特别是在板材的四个角落和表面,有时候这种裂纹肉眼可见,但大多数情况下这种裂纹都会被表面的氧化皮覆盖。这种板材在铣去黑皮后进行超声探伤是很有必要的。


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