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钢材种类——不锈钢
不锈钢具有15 W/(Mk)的低导热系数,这使得它比其他类型的钢保留更多的热能,从而更好地稳定环境温度。由于不锈钢在高温下也能保持稳定的性能,它经常用于食品加工或高温冲击下的烤箱和输送机等应用中。不锈钢是在19世纪初被发现的,但人们花了80多年的时间才开发出一种可靠的工业方法来生产这种金属。目前有超过150个等级的不锈钢,但经常使用的只有其中的15个等级。
热挤压及压铸等模具的热处理
热挤压及压铸等模具要求模具钢有较高的高温性能,如热强性、热疲劳、热熔损、回火抗力及热稳定性等。因此,此类钢含有较多的CR、W、Si、Mo、V等元素,以保证拥有以上性能。我国标准中应用最多的代表性牌号有3CR2W8V、4CR5MOSIVL、4CR5MOSIV、4CR3MO3SIV、 4CR5W2VSI等。
3CR2W8V钢虽然只含有0.3%~0.4%C,但由于钨、铬含量高,组织上仍属于过共析钢。其工艺性能、热处理规范与CRL2MOV钢颇为类似。退火工艺为830~850℃保温3~4H,常用的淬火处理温度为1050~1150℃,除缓慢加热外,大件或复杂模具应在800~850℃预热均温,回火时也有二次硬化现象,回火选择550~620℃的高温回火。
3CR2W8V钢广泛用做黑色和有色金属热挤压模以及Cu、Al合金的压铸模。这种钢的热稳定性高,使用温度达650℃,但钨系热作模具钢的导热性低,冷热疲劳性差。我国在20世纪80年代初引进国外通用的铬系热作模具钢H13(4CR5MOSIVL),HL3钢的合金含量比3CR2W8V钢低,但淬透性、热强性、热疲劳性、韧性、塑性都比前者好,在使用温度不超过600℃时,代替3CR2W8V钢,模具寿命有大幅度提高,因此H13钢迅速得到推广应用。
H13钢的热处理工艺为:退火温度800~840℃,保温3~6H,以30℃/H冷至500℃以下空冷,也可以采用球化退火工艺。淬火温度为1040~1080℃,油冷至500~550℃后出油空冷。回火温度为580~620℃,保温2~3,回火2次。经上述工艺处理后的H13钢模具硬度为44~51HRC。