新材料-新型高性能热作模具钢材HCH20R推荐面市

新材料-新型高性能热作模具钢材HCH20R推荐面市
㈠模具钢材HCH20R介绍
模具钢材HCH20R是特别为新老客户开发的,用来增进高温模具寿命的高级热作模具钢。所谓”高级”是因为使用了特别的炼钢技术  如电渣重熔,以获得高纯度及机械性质良好的钢材,同时配合最适当调配的成分,使得HCH20R的特性在热作工具钢中,非常独特,同时具备优良的高温强度、抗回火软化性和热传导性。因此HCH20R能延长有色金属的压铸、挤压、锻造模具寿命,和铁材的锻造、挤压模具寿命。模具钢材HCH20R是一种含铬、钼、钒的高性能热作模具钢,其具有很好的抗热疲劳龟裂、热冲击开裂、热磨损、塑性变形的性能。HCH20R具有以下特点:极佳的韧性合延展性且各项同性?优良的抗回火软化性能?优良的高温强度?极佳的淬透性?优良的热处理尺寸稳定性和镀覆性能。
㈡、模具钢材HCH20R的主要化学成分(%)
C0.38; Si0.50; Mn0.80; Cr4.85; Mo1.90; V0.90; P0.0030   Nb;
㈢、模具钢材HCH20R的热处理工艺
⑴软性退火
将钢材于保护气氛中加热至850℃。均热后,于炉中以每小时10℃之速度冷却至600℃后空冷。
⑵应力消除
钢材经粗加工后,若需要消除加工残余应力,则需将钢材加热至650℃,保温2小时,再于炉中缓冷至500℃后空冷。
⑶硬化
预热温度:600~900℃ 通常至少分二阶段预热。第一阶段在600-650℃,第二阶段在820-850℃。 奥氏体化温度:1000-1030℃
保温时间=钢材中心部位达到奥氏体化温度后所需保持时间
钢材在淬火过程中必须加以保护以避免氧化及脱碳。
⑷淬火
通常,淬冷速度应该越快越好。加快淬火速度将有利于模具性能的提高,尤其在提高模具韧性及抗热冲击开裂性能方面。当然在提高淬火速度的同时也应防止模具因此造成的过度变形和开裂。
淬火介质 使用淬冷介质可以使钢材获得完全硬化的显微组织。
淬火介质推荐:
①、高速循环气体或空气;
②、真空冷却(高速及足够的正压气体)。若需控制淬火变形和防止淬火开裂,建议模具在淬冷至,320~450℃区间时恒温片刻然后继续淬冷;
③、在450~550℃的盐浴炉或流动粒子炉中分级淬火;
④、在180~220℃的盐浴炉或流动粒子炉中分级淬火;
⑤、约80℃温油 注意:当钢材整体温度冷至50-70℃时,应立即回火。
⑸回火
根据所需硬度,选择适当的回火温度。压铸模具至少回火3次,热锻、热挤模具至少回火二次,每次回火后必须冷却至室温,每次回火至少保温2小时。 应避免在500~550℃之间回火,以避免回火脆性。
⑹硬化及回火后的尺寸改变
模具在硬化及回火过程中受热应力及组织转变应力的影响会产生扭曲变形。模具若加工余量预留不足将使其在热处理过程中淬火速度较正常建议速度减缓。为预测正常淬火下模具最大的变形量,通常推荐在硬化处理之前,模具在粗加工和半精加工工序之间做应力消除处理。 应力消除后的HCH20R模具建议至少预留0.3%的加工与量以满足模具在快速淬冷时有足够的变形余量。
⑺、模具钢材HCH20R的氮化及碳氮共渗
氮化及碳氮共渗可提高模具表层硬度增强其耐磨性、抗侵蚀性和防止早期龟裂的产生。HCH20R可通过离子炉,可控气氛炉,流态炉盐炉进行氮化及碳氮共渗。氮化温度应低于先前最高回火温度约25-50℃。另外,不适当的氮化处理也会引起模具心部硬度和强度下降,以及模具尺寸公差改变等不良后果。 在氮化及碳氮共渗过程中,可能会产生一层被称之为”白层”的脆性化合物层。白层因其很脆而且开裂或破碎。通常必须避免”白层”的形成HCH20R经510℃氨气氮化或480℃离子氮化后都能获得约1000HV0.2的表层硬度。通常离子氮化因其氮氏浓度更易控制而受到推荐。当然,严格控制的气体氮化也能获得同样的效果。HCH20R经在580℃的气体或盐炉碳氮共渗后的表层硬度约900HV0.2。氮化层深度=表面至硬度较基体高50HV0.2处之距离。
㈣、模具钢材HCH20R的应用
热龟裂是一种在压铸及热锻行业中十分普遍的失效机理。HCH20R极佳的延展性使其具有最佳的抗热龟裂性能,另外HCH20R出众的韧性和淬透性进一步提高了抗热龟裂性能,如果热冲击开裂不是模具失效的主要因素则可以将模具硬度适当提高(+2HRC)。 由于HCH20R增强了抵抗模具主要失效机理(如:热疲劳、龟裂、热磨损、塑性变形)的能力,因此其显著提高了模具寿命并获得更佳的模具经济效益。 HCH20R是用于压铸、热锻、热挤压行业中高性能要求模具钢的最佳

文章来源:美港特殊钢