H13钢热挤压模失效分析及预防措施.pdf

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1、·模具材料及热处理技术·H13钢热挤压模失效分析及预防措施赵昌胜宿州市模具热处理研究中心(安徽宿州234000)【摘要】介绍了热挤压模失效形式及产生原因，H13钢是一种较理想的热挤压模具钢，但在其制造的热挤压模在热处理过程中和使用时往往会发生失效，使模具的使用寿命受到极大影响。本文对其进行失效形式及产生原因进行了分析并提出预防措施，从而提高了H13钢热挤压模的产品质量和使用寿命。关键词：热挤压模；H13钢；失效分析；预防措施中图分类号：TG162文献标识码：BFailureAnalysisandPreventiveMeasuresOfH13SteelHotExtrudingDies【Abstr

2、act】Thispaperintroducesthefailuremodeofhotextrudingdiesanditscauses，H13steelisanidealhotextrudingdiesteel，butthehotextrudingdiemadeofitoftenfailsduringheattreatmentanduse，thatgreatlyaffectedtheservicelifeofthedie．Thispaperanalyzeditsfailuremodeandcauses，andputforwardpreventivemeasures，thatwillimprov

3、etheproductqualityandservicelifeofthehotextrudingdiemadeofH13stee1．Keywords：hotextrudingdies；H13steel；failureanalysis；preventivemeasures1引言但是从多年来的实际生产中发现，用H13钢制造在实际生产中，热挤压模的工作条件十分恶劣，的热挤压模在热处理后和使用中往往会发生失交效，模具要与高温坯料长期直接接触，承受着高温、大应严重影响H13钢热挤压模的使用寿命。因此研究力和强烈挤压摩擦，容易发生早期失效，使模具使用H13钢热挤压模失效原因，并探讨减少和预防的措寿命降低

4、，而模具的使用寿命直接影响到产品质量和施，这对提高H13钢热挤压模的产品质量，延长热挤经济效益，因此选择合适的钢材制造热挤压模并选用压模的使用寿命有着十分重要的意义。合理的热处理工艺是提高其寿命的重要途径。H13钢(即国产4Cr5MoSiV1钢)是国内外广泛应2H13钢热挤压模失效形式用的热挤压模具钢，其化学成分见表l所示。2．1H13钢热挤压模淬火后产生裂纹H13钢具有较高的红硬性、韧性和耐冷热疲劳热挤压模在淬火后产生裂纹是热处理过程中的性，而且抗粘结力强，与熔融金属相互作用小。因此最大缺陷，将使加工好的模具报废，给生产和经济造H13钢是一种较理想的热挤压模具钢。成较大损失。表1H13钢的化

5、学成分(质量分数％)及临界点成分CSiMnCrMoVPS临界点AciAc3Ar1AMsMr含量0-32～0．80-0-3O～4．75～1．10～0．80～≤0温度(近(％)0．030860915775815340215．451．2O0．5O5．501．751．200．030似值)℃注：按ASTMA681—1999。·84·《模具制造>)2015年第11期·模具材料及热处理技术·2．1．1产生原因(3)模具在使用时，其工作温度过高易产生回火(1)部分国产的H13钢在原始组织中存在严重的软化及压力作用的结果。碳化物偏析，锻造工艺不当和锻后退火工艺不佳，使2．2．2预防措施钢中存在网状碳化物。(1)

6、采取正确锻造工艺和球化退火工艺，以保证(2)模具机械加工过程中存在机械加工和冷塑有良好的预备热处理组织。变形应力，另外在机械加工时，表面粗糙、刀痕过深(2)在模具加热淬火时应尽量采用保护气氛加等原因也会使模具产生应力集中，淬火时模具容易热，在有条件的情况下尽量采用真空加热，从而减少开裂。模具表面的氧化脱碳。(3)热处理过程操作不当(加热或冷却过快、淬火(3)模具使用时应采取合适的冷却介质和冷却方冷却介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长法，用以降低模具工作温度。等)；淬火后回火不及时或回火保温时间不足。2-3热挤压模热处理变形(4)模具形状复杂、厚薄不均，带尖角或螺纹孔H13钢热挤压模在热处

7、理时的相变过程中，体积等，使热应力和组织应力过大。发生膨胀，产生组织应力和热应力，在这两种应力的(5)模具热处理后，磨削工艺不当；模具热处理后作用下使模具产生变形，从而影响产品质量。电火花加工时，硬化层中存有较高的拉伸应力和显微2．3．1产生原因裂纹。(1)模具结构设计不合理，如薄边、尖角、沟槽、突2．1．2预防措施变的台阶、厚薄悬殊等，造成模具热处理后变形较大。(1)严格控制H13钢原材料的内在