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《新型高性能熱作模具鋼(HHD鋼)在壓鑄模上的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、新型高性能熱作模具鋼(HHD鋼)在壓鑄模上的應(yīng)用ApplicationofNewTypeＨigh-propertyHotWorkingDieSteel(HHDSteel)onDieCastingDie方建儒1，盧國(guó)棟21一汽鑄造有限公司鑄造模具廠，長(zhǎng)春市東風(fēng)大街153號(hào)（130011）2長(zhǎng)春一汽聯(lián)合壓鑄有限公司，長(zhǎng)春市東風(fēng)大街153號(hào)（130011）摘要本文研究了新型高性能熱作模具鋼（High-propertyHotworkingDiesteel-HHD鋼）的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果。HHD鋼的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果表明，鋼中非金屬夾雜物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于NADCA#207－2003
2、的要求，其退火顯微組織為AS1級(jí)，淬火顯微組織為AH2級(jí)，晶粒度為9.5級(jí)，其沖擊韌性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NADCA#207-2003對(duì)高級(jí)壓鑄模具鋼沖擊韌性的要求，其抗熱疲勞性能要優(yōu)于國(guó)際先進(jìn)的瑞典產(chǎn)ASSAB8407鋼。HHD鋼模具現(xiàn)場(chǎng)使用情況表明，HHD鋼壓鑄模具的壽命高于ASSAB8407和DIEVAR制作的鋁合金壓鑄模具；在相同的工藝條件下，由HHD鋼制作的放氣閥本體銅合金壓鑄模平均壽命是3Cr2W8V鋼模具4倍以上。關(guān)鍵詞：HHD鋼，壓鑄模具1引言鋁合金壓鑄模具經(jīng)常與600℃左右的高速熔化的熾熱金屬液接觸，并被反復(fù)的加熱、冷卻，工作環(huán)境極其惡劣，其失效形式主要有：熱疲勞、
3、沖蝕和整體斷裂[1~3]。世界各國(guó)都一直致力于壓鑄模具材料的開發(fā)與應(yīng)用，以期提高壓鑄模具的使用壽命。20世紀(jì)30年代初在工業(yè)中一直廣泛應(yīng)用5CrNiMo、5CrMnMo鋼，這兩種鋼由于鉻含量低，淬透性差，熱強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性稍差，不適合做壓鑄模具。始于70年代的H系列鋼（AISI標(biāo)準(zhǔn)）是目前世界上用量最大的第二代熱作模具鋼，以鉻含量為5％的H11、H12和H13為代表，這類模具鋼具有良好的淬透性及熱強(qiáng)性，是目前使用最廣泛的壓鑄模具用鋼。第三代熱作模具鋼是以瑞典研制的鉻含量為3wt％的QRO45、QRO80和QRO90為代表。與H13鋼相比，QRO80M和ORO90Supreme
4、鋼含有較低的Cr，同時(shí)增大了鋼中的Mo含量，推遲了高溫穩(wěn)定性較好的MC型碳化物向穩(wěn)定性較差的M23C6型碳化物轉(zhuǎn)變，使該鋼種具有更為持久的高溫強(qiáng)度以及抗熱疲勞性能[4]。但是，由于QRO系列模具鋼的貝氏體形成傾向性，在淬火時(shí)容易出現(xiàn)粗大的上貝氏體，影響模具鋼的塑韌性，降低模具壽命，甚至出現(xiàn)早期開裂，其推廣受到限制。本新型高性能壓鑄模具鋼HHD鋼，最主要的特點(diǎn)是將Cr含量提高到10％左右，大大提高了抗氧化性和淬透性；加入了適量的氮，利用氮的固溶強(qiáng)化及碳、氮化物的析出強(qiáng)化作用來提高材料的熱強(qiáng)性和耐磨性；同時(shí)還優(yōu)化了冶煉、鍛造和預(yù)處理工藝，大大提高了模具鋼的純凈度、均勻性和等向性
5、。2實(shí)驗(yàn)方法試驗(yàn)用鋼為自行研制開發(fā)的HHD鋼，采用電爐熔煉+爐外精煉+電渣重熔+二次電渣重熔而成，鋼錠經(jīng)過1240℃，16小時(shí)保溫均勻化處理，三鐓三拔和三次晶粒超細(xì)化處理，其化學(xué)成分如表1所示。采用瑞士ARL4460光譜分析儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，室溫拉伸和高溫拉伸試驗(yàn)分別按照GB/T228-2002和GB/T4338-1995進(jìn)行。熱疲勞實(shí)驗(yàn)在自制的熱疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，將熱處理后的試樣加工成6×15×40mm的熱疲勞試樣，在試樣的一端用0.2mm的Mo絲用線切割預(yù)制一條長(zhǎng)6mm的裂紋。試樣表面加熱到650℃后，在室溫水中冷卻2秒，不斷的循環(huán)加熱與冷卻，采用體式顯微鏡和掃描電鏡
6、（AMRA-1000B）觀察熱疲勞裂紋。表1HHD鋼化學(xué)成分（重量百分比）Table1ChemicalcompositionofHHDsteel（wt.%）CCrMoNiVWSPN、RE、Nb0.2~0.358.0~13.01.0~2.00.7~1.30.4~1.00.3~1.00.0020.012微量3試驗(yàn)結(jié)果3.1HHD鋼性能檢測(cè)結(jié)果3.1.1HHD鋼非金屬夾雜物檢驗(yàn)HHD鋼的非金屬夾雜物按ASTME45－97標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，圖像分析儀標(biāo)定，其非金屬夾雜物等級(jí)滿足NADCA#207-2003的要求（如表2所示）。表2HHD鋼的非金屬夾雜物等級(jí)Table2DegreeofInc
7、lusioninHHDSteelA(硫化物)B(氧化鋁)C(硅酸鹽氧化物)D(球狀氧化物)細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗0.50.51.00.51.01.01.01.03.1.2HHD鋼組織及晶粒度檢驗(yàn)HHD鋼退火組織沒有明顯的帶狀組織，根據(jù)NADCA#207-2003標(biāo)準(zhǔn)，其退火顯微組織為AS1級(jí)，淬火顯微組織為AH2級(jí)，晶粒度為9.5級(jí)(a)退火顯微組織×500(b)淬火顯微組織×500(c)晶粒度組織×500圖1HHD鋼組織及晶粒度Fig.2MicrostructureandGrainSizeofHHDSteel3.1.3
