新型热作模具钢HHD高温扩散工艺参数的研究.pdf

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1、Researc＆铆砌I壅皇皇里新型热作模具钢HHD高温扩散工艺参数的研究机械科学研究总院先进制造技术研究中心(北京100083)李青褚作明方建儒江苏金港特钢有限公司(丹阳212314)享B玉刚新型热作模具钢HHD，具有良好的抗热疲劳性大降低材料延展性，影响模具寿命。因此，本文的关注能、热强性和耐磨性，高的淬透性和抗氧化性，非常适焦点和研究对象是一次碳化物，而一一次碳化物的溶解是用于铝合金压铸模。HHD钢合金含量较高，在凝固时通过碳和合金元素的扩散来实现的，与此同时还能改善选分结晶，高熔点的碳化物先形核结晶，形成碳与合金成分偏析。元素的富集区，造

2、成碳及合金元素的严重偏析。此外，表2是HHD钢高温扩散工艺参数的研究方案。首还容易析出粗大的一次碳化物，破坏了基体的连续性，先，研究高温扩散工艺的保温时间，在1230~C温度下，降低材料的延展性和韧性，影响模具的使用寿命。研究取不同的时间，以消除一次碳化物来确定最佳时间。其表明，通过高温扩散处理能有效地减轻或消除一次碳化次，研究加热温度，在确定的时间下，每降低20~C取一物，改善偏析，提高H13钢的横向冲击韧性。因此，本个温度，以消除一次碳化物来确定最佳温度。文主要研究HHD钢的高温扩散工艺，来减轻或消除一从HHD二次电渣锭中取尺寸为25mm×

3、25mm×次碳化物，并以此为依据，确定合理的HHD钢高温扩70mm的试样，分别按表2所示的工艺参数进行加热，散工艺参数。加热完毕后炉冷至室温。取经1230℃保持14h高温扩散处理的HHD钢进行1080℃正火热处理，用FeCI溶液一，试验材料及方案腐蚀，利用西德MM6大视野金相显微镜和扫描电镜1．试验材料(JSM一6490LV)进行显微组织及晶粒度分析，采用ARL3460型直读光谱金属分析仪进行化学成分分析。试验材料采用中频冶炼+二次电渣重熔的HHD钢电渣锭，其化学成分如表1所示。试样尺寸为30ram×40mm×50mm的二次电渣锭表1I-II"

4、ID钢的化学成分(质量分数)(％)进行氧化试验，分4组进行加热，在1230℃分别保温CSiCrMnMoVWPS10h、12h、14h；在1210~C分别保温10h、20h、30h；在0．28990．94949．92690．32651．9440．87840．6222O．0l890．00251190℃分别保温10h、20h、30h、40h；在l170~C分别保温10h、20h、30h、40h、45h，利用Q326履带式抛丸清2．试验方案理机去除氧化皮，JYT一10架盘药物天平称重。高温扩散工艺最主要的两个参数是加热温度和保表2HI-'ID钢高温扩散

5、工艺参数研究方案温时间。目前，各文献中提供的工艺规范为：碳钢一般保温温度／~C保温时间，h为1100-1200。C，合金钢一般为1200~1300。C。但考虑到l230O8l214加热温度过高，会导致材料晶粒粗大、表面氧化严重、12l0142024262830能源消耗大等原因，选择1170~1230。C为研究温度。有l19014203035401170142030354045试验研究显示，在偏析带中一旦出现一次碳化物，将大参跏工—壅皇壁里lResearc‘j24plgic“tio”二试验结果与分析1．HHD钢金相组织分析(1)铸态组织分析通过中

6、频冶炼+二次电渣重(a)8h(b)12h(c)14h熔的新型热作模具钢一HHD的铸态组织见图1。HHD原图2HHD钢在1230~C经不同时间保温的组织400×始组织碳化物分布不均匀、大小不一、形态多样，有些碳化物呈链状或块状，碳化物与杂质元素偏聚在晶界处。由于HHD合金含量较高，在电渣重熔凝固时选分结晶、高熔点的碳化物先形核结晶，形成碳与合金元素的富集区，造成碳及合金元素的严重偏析，且容易析出(a)0h(b)8h(c)14h块状一次碳化物，可能排列成链状或网状，会促使模具图3HHD钢在1230V经不同时间保温的碳化物形貌，SEM早期失效。因此，

7、消除一次碳化物、改善偏析对提高物，而在l2l0℃，仍有未溶解的块状一次碳化物，但HHD钢的质量十分重要，可以通过高温扩散工艺加以组织已经比较均匀(见图4a)。保温时间从14h延长到减轻或改善。24h，HHD~N中尚有未溶解的大块状一次碳化物，在这一温度加热时，一次碳化物的溶解速度变得很缓慢，碳和合金元素原子扩散能力变弱，不易发生迁移。保温26h后，一次碳化物溶解加快，颗粒变小，经28h的加热，不规则一次碳化物颗粒逐渐溶解成圆球状，球形颗粒的碳化物对基体性能影响较小。直到保温30h，一次碳化物基本消除，与1230~C相比，保温时问延长了一倍多，但

8、组织在保温14h时已经比较均匀。图1HHD模具钢铸态组织400×●Il(2)高温扩散退火组织分析HHD钢铸态组织偏(a)14h(b)20h(C)24h