提高压铸模用钢H13使用寿命的研究

摘要

在我国，H13钢主要被用做铝合金压铸模材料，铝合金压铸模的主要失效形式是热熔损失效和热疲劳裂纹，因此H13钢的寿命取决于两个因素，即是否发生粘模和型腔表面是否出现龟裂。 为了研究压铸模与铝合金的相互作用，探讨硅对压铸模与铝铸件粘膜倾向性的影响，进行了热浸铝试验。电子探针分析结果表明，Si降低了Al在Fe-Si-Al三元相层中的活度，抑制了Al原子向钢基体中的扩散，减弱了铝合金熔体与压铸模用钢H13间的相互作用，从而提高了模具钢抗热熔损的性能。 为了研究压铸模与铝合金金属间化合物的形成与分解，进行了各种条件下的热浸铝试验，试验结果表明，压铸模与铝合金金属间化合物的形成与分解是一个连续不断的循环过程，金属间化合物形成与分解间的相互关系导致了模具基体产生失重。 在压铸模用钢H13中添加不同含量的Si，对试样分别进行HSVM、DSC分析及力学性能测试。结果表明，随着Si含量的增加，H13钢中铸态碳化物趋于断网，而奥氏体晶粒急剧长大，钢的强度和韧性下降。在添加Si的基础上进行K/Na、Mo复合变质处理，有效的消除了Si的副作用，优化了H13钢的组织及力学性能。钾、钠具有很强的脱氧、脱硫能力，使得低熔点的硫、氧化物不能在晶界聚集，晶界大大净化，有效减少杂质的数量。同时钟、钠能够提高碳的活度，促进碳从基体的析出，提高了碳化物中碳的含量，在总含碳量降低的情况下，相应的提高了碳化物的含量，基体的含碳量降低，也就提高了钢的韧性。钼的作用主要表现在形成了不易熔于奥氏体的加强型碳化物，阻碍了奥氏体晶粒的长大。当Si的加入量为0.5％左右，并进行K/Na、Mo复合变质处理时，H13钢的组织及力学性能较好。 研究了淬火温度对Si及K/Na、Mo复合变质H13钢性能的影响，试验结果表明，淬火温度提高可使Si及K/Na、Mo复合变质H13钢的抗热疲劳性能增强，有利于延长H13钢热作模具的使用寿命。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章实验材料及实验方法

第三章硅对H13钢压铸模与铝合金间的相互作用的影响

第四章压铸模与铝合金金属间化合物的形成与分解

第五章不同加硅量及K/Na、Mo复合变质对H13钢组织与性能的影响

第六章淬火温度对Si及K/Na、Mo复合变质H13钢性能的影响

第七章结论

致谢

附录