H13钢压铸模具的表面改性

H13 钢压铸模具的表面改性潘晓华 1 朱祖昌 2（1艾福表面处理技术(上海)有限公司， 上海 200030, 2上海工程技术大学, 上海 202536）中文摘要： 着重介绍 H13 钢的化学成分及低 Si 高 M0的改进方向，同时论述了压铸模具的表面PVD 改性。关键词：压铸模具，热处理， 表面改性，物理气相沉积1.压铸模具和 H13国内有色金属压铸模具普遍采纳 H13 热作模具钢。所谓热作模具是指对加热至再结晶温度以上的金属或合金进行塑性变形的和对液态的有色金属压制成型制造零部件的模具.作为有色金属的压铸模具用钢一般应具有下述条件：（1）具有较高的淬透性，热处理时可采纳冷却强度较小的介质和具有较小的热处理变形；(2）具有高的抗热裂性和耐热疲劳抗力，使模具经受激冷激热不易形成裂纹以及形成的裂纹不易扩展，避开模具失效；（ 3)具有高的抗热软化能力和抗高温磨损能力,使模具保持一定的高温强度和尺寸稳定性；（4）具有高的抗液态金属的粘焊(soldering）和化学冲蚀损伤,国内以熔化液态金属的熔损来表征。要达到这些兼具高温强度和高韧度要求，又有较高的高温硬度和抗磨损能力，主要由钢的化学成分决定,一般采纳中碳含量（0。35~0.45％）和含 Cr、W、M0和 V 等合金元素,合金元素总量在 6~25%范围。在美国，热作模具钢分为三种：铬热作模具钢、钨热作模具钢和钼热作模具钢，全部以 H命名.分别为 H10～H19,H21~H26,和 H42、H43［1]。用于 Al 合金压铸模的钢种,目前很普遍采纳H13 钢，它属于第一种。国内钢号为 4Cr5M0SiVl.以前国内采纳较多的 3Cr2W8V 钢的热疲劳性和韧度显得不足。H13 钢的含碳量在 0.5％以下。美国 AISI H13，UNS T20813, ASTMA681（最新版）的 H13钢和 FED QQ—T—570 的 H13 的含碳量都规定为（0。32～0。45）%， 是所有 H13 钢中含碳量范围最宽的。我国 GB/T1299 和 YB/T094 中 4Cr5M0SiV1 和 SM4Cr5M0SiV1 钢号的含碳量为（0.32～0。42）％和（0.32～0。45）％.德国 DIN17350 X40CrM0V5—1 和 WNr1. 2344 钢的含碳量为(0.37～0.43)％，含碳范围较窄［2]。北美压铸协会标准 NADCA 207-90 中对中高级 H13 钢的含碳量规定为（0。37～0.42）％.铬和其他碳化物形成元素一起提供给钢具有较高的淬透性和好的抗软化能力，所以该钢在空冷条件下能够淬硬.在 6 barN2气体真空处理条件下可淬透直径为 160mm[3]。但铬的加入会增加碳化物的不均匀程度，致使钢中会出现亚稳定的...