浅析H13模具钢的强韧化热处理方法

H13模具钢是压铸模具钢，执行标准GB/T1299—2000；中国牌号4Cr5MoSiV1；H13模具钢是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。抚顺h13模具钢通常用于铝铸件用的压铸模，热挤压模，穿孔用的工具、芯棒、压机锻模；塑料膜等，还广泛应用于铝、铜及其合金的压铸模具，是国际上应用*为广泛的一种压铸模具钢。那么H13模具钢的强韧化热处理方法是怎样呢？

具体步骤：

1）将钢料放入电阻炉中，850-870℃，60-90s/每毫米钢材；

2）1090-1110℃，70-90s/每毫米钢材，油冷或空冷到室温

3）然后将钢料再次放入电阻炉中，700-720℃，90min，空冷到室温；

4）将钢料放入盐浴炉中，升温到940-960℃，60-90s/每毫米钢材；

5）将钢料取出迅速放入温度为730-750℃的盐浴炉中，60-90s/每毫米钢材，然后将钢料取出迅速放入940-960℃的盐浴炉中，60-90s/每毫米钢材；

6）重复进行步骤（5）3-5次后，空冷到室温；

7）将钢料放入回火炉中，600℃保温90min，空冷至室温；

8）将钢料再次放入回火炉中，580℃，90min，空冷至室温即得到成品，优点是晶粒明显细化，微观组织均匀，大尺寸碳化物减少，带状组织减轻。

需要注意：盐浴炉加热介质为100%NaCl。

现有技术:

H13热作模具钢具有优良的淬透性、淬硬性和良好高温性能，被广泛应用于热疲劳抗拉强度高、韧性好、温度＜700℃条件下工作的模具。

目前，传统的H13压铸模具钢热处理工艺为：随炉升温到850-870℃退火，保温一段时间后炉冷至500℃，空冷；再次加热到550-600℃保温一段时间，继续加热到800-850℃保温一段时间，继续加热到1030-1050℃保温一段时间，油冷或空冷，600℃回火处理，然后580℃回火处理，如果存在特殊需要还要进行第三次回火处理，经上述热处理工艺处理的H13，其性能基本满足常用模具的使用要求，但是针对大型、精密、复杂、需长期在高温条件下服役的热作模具钢来说，上述热处理工艺已经不能满足其使用要求，其碳化物及带状组织偏析严重，降低了压铸模具钢H13的强韧性。

与现有技术相比优点在于：

（1）在传统的退火工艺后进行1090-1110℃高温处理，随后进行700-720℃保温处理，使得钢材中碳化物溶解的合金元素均匀化，且碳化物在基体上弥散析出，减少大尺寸碳化物的出现，带状组织得到减轻；

（2）在相变点附近采取盐浴炉循环反复进行保温处理，使得前次处理过程中晶粒在未形核的部位形核，已形核的晶粒得到进一步细化，微观组织均匀；

（3）在强度相当的情况下，塑性有较大提高，各种性能指标（ψ、δ、αK、KIC等）均有不同程度的提高。

传统热处理工艺与强韧化工艺处理后的力学性能

从表中的数据对比可以看出，通过上述技术处理的H13压铸模具钢与传统热处理工艺相比，抗拉强度σb平均提高了5.76%，断面收缩率σs平均提高了6.45%，延伸率ψ平均提高了17.57%，延伸率δ平均提高了19.87%，冲击韧性αK平均提高了33.48%，断裂韧性KIC平均提高了21.93%，各项性能指标均有较大幅度的提高，说明通过本技术处理的H13压铸模具钢的强韧性得到极大的加强。

综上所述，通过推荐的这套热处理技术处理的压铸模具钢H13晶粒明显细化，微观组织均匀，大尺寸碳化物减少，带状组织减轻。