铝压铸模具用钢(H13)的选材(二)

一、挑选H13类钢时,首先对比钢材的成分,根据H13钢的标准,在此基础上选择Mo含量相对较高的钢种,因为成分是决定钢材性能最基础的因素。根据最新的趋势,提高Mo含量可以改善钢材的耐回火性能。耐回火性能提升意味着模具在使用过程中即使受到铝液高温的影响,其硬度也不会大幅下降。这也就意味着在使用过程中模具不会因硬度下降而出现问题,例如冲蚀和龟裂等。

二、金相组织:钢厂出货时一般会对金相组织有一定的要求。现在行业内一般采用北美压铸学会(NADCA)的标准(NADCA关于H13的标准我会放在最下面)。普通H13的出厂状态一般是球化退火态,这种组织的好坏一般通过观察珠光体颗粒的形态来分辨。细化的H13出厂组织一般为回火索氏体。金相组织还可以用来观察钢种是否存在偏析和夹杂。这些都需要在低倍(50或100倍)下通过光学显微镜来观察。由于H13需要在较大的应力且较高的温度下工作,所以一般来说H13中不允许存在较大的一次碳化物和夹杂物,因为这些异质粒子会割裂基体,成为裂纹起始源。当钢种偏析比较严重且偏析带内存在较大的夹杂物时,这种情况出现问题的概率更大。

耐回火性能:耐回火性能的好坏可以通过询问热处理厂的生产负责人或者操作人员得知。例如普通H13的回火温度在575-585℃,优质H13类钢的回火温度可以达到585-600℃。模具在使用过程中型腔面接触铝液,温度迅速升高,热量由型腔面传导给整个模具,进而通过冷却水带走热量。所以型腔面的温度会在铝液进入的瞬间升至最高,然后随铝液的凝固而缓慢降低,然后在喷涂脱模剂的过程中急剧下降。

钢材韧性:钢材的韧性比较简便的测试手段是摆锤式冲击试验机。采用的多是夏比冲击试验机,试样一般采用U型或者V型缺口的方式(试样尺寸如下图所示,具体的夏比冲击的国家标准我会放在最后面)。U型试样的结果一般是V型试样结果的2倍左右。钢材的韧性一般在热处理之后进行测试,试样的硬度控制在44-46HRC。根据经验来说,一般U型缺口试样的冲击值达到25焦耳以上,出现开裂(注意不是龟裂)的风险会比较低。这个测试可以委托第三方检测机构进行(收费),也可以委托给有检测能力且有合作关系的企业(如某些热处理企业)进行(一般为免费)。这种检测也可以分批次进行抽检。

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