H13钢材料的性能

H13钢材料的性能H13钢系美国AISI/SAE标准钢材牌号，属热作模具钢，其化学成分见表1。表1H13钢的化学成分：C0.35Si0.9~1.1Mn0.1~0.4Cr5.00Mo1.50W1.50V0.40Co-H13相当于国产4Cr5MoSiV1钢，根据碳化物形成元素进行分类，H13钢属于铬钼类钢。由于其具有高的抗冲击能力和高淬透性，可满足锤锻中的大模块所需。在重要的H类钢H11、H12、H13中，后者含钒1%，由于性能全面，得到广泛应用。在模具水冷条件下，具有低温所必需的抗冲击能力。1、H13钢相对地具有较低的合金量与碳量，易于锻造，特别由于钼具有高淬透性，通常利用其有空气淬火的能力，但是热处理时最好采用一些表面防护措施，否则由于增碳或脱碳会增加热裂的倾向。若让其产生珠光体转变则可使其十分软化，硬度约为HRC20，由于碳含量低，Ms温度可高达270℃～312℃。贝氏体转变的最少开始时间很短，约为4min左右。H13钢的等温转变曲线表明，先有共析碳化物沿晶界析出。2、H13钢的锻造及热处理轧制的H13钢中有组织方向性，使用过程中易产生掉块、裂纹等早期失效现象，需通过锻造消除各向异性，锻后应退火，去除锻造应力，降低硬度，提高切削加工性能，改善组织，细化晶粒，为最终热处理做好准备。H13钢的锻造温度取1100℃～1160℃为宜。锻造过程中应注意：(1)保证加热均匀，烧透，不允许过热、过烧，以免出现锻造裂纹；(2)开锤先锤快打，酌情加重，随后再轻打，避免连续重打，严禁冷锤；(3)锻造比不应小于3；(4)锻后缓冷，可随炉或灰冷，并及时退火，以防止产生过大的内应力。这种内应力即使当时不造成毛坯的变形开裂，线切割加工后也会释放出来，影响线切割加工精度，粗加工后，应增加磁力探伤工序，以防止锻造产生的裂纹、夹杂或疏松。H13钢的淬火、回火硬度为HRC38～53。为使其保持在最低应力状态，精度要求高的模具应进行二次回火。H13钢的热处理规范见表2。表2H13钢的热处理规范表：退火温度℃840～900退火后硬度HBS192～229退火温度℃990～1040淬火介质空气冷处理℃回火温度℃540～650硬度HRC38～533、H13模具的修复及加工中应注意事项堆焊是目前国内外广泛用来修复模具的方法。实践证明：H13钢模具的堆焊修复采用高铬钨热锻磨焊条堆337可获得理想的效果。焊条的化学成分如表3所示。焊接前先将工件随炉加热至300℃，保温至工件内外温度一致(时间与工件大小有关)，然后出炉进行堆焊，焊接后立即进炉(300℃)保温2h,然后随炉冷却至150℃后出炉空冷。H13钢模具在加工中应注意事项：(1)在模具淬火中将螺纹孔用石棉泥堵死，模芯部工作带处用石棉保护好；加热过程中，一般不允许打开炉门，以免影响炉内温度的均匀性，减少氧化脱碳；淬火后应及时回火。(2)严格控制热处理工艺参数，不同的热处理工艺对模具变形影响较大，因此在制定工艺时应谨慎。(3)由于热处理后硬度较高，对有孔、槽等表面的加工，在热前应加工工艺槽让开(非型腔表面)。(4)车端面时采用从内到外的方式可获得较低的表面粗糙度。(5)堆焊修复时，应注意模具的预热和保温。