热作模具钢（H13）的锻造工艺试验研究.doc

热作模具钢（H13）的锻造工艺试验研究第11期2003年11月山西焦煤科技ShanxiCokingCoalScience&.TechnologyNo.11Nov.2003?试验研究?热作模具钢(H13)的锻造工艺试验研究郑爱聪(太原矿山机器集团有限公司)摘要就H13钢在锻造过程中出现的问题进行分析研究,开发了合理的加热锻造工艺及热处理工艺.并通过锻造变形,细化了组织结构,提高了制件的组织性能,满足了用户的要求.关键词锻造;热处理;组织性能H13钢是美国钢号,要求有高的热稳定性,高温强度,耐热疲劳性以及耐磨性.相当于我国的4Cr5MoSiV1钢,属于中合金超高强度钢,是高温综合性能较好的热作模具钢,其化学成分见表1.这类钢含有大约5Cr,并加入钼,钒,硅元素.由于含铬较高,因而有较高的淬透性.加入1钼时,淬透性更高.因含铬和硅其抗氧化性较好,硅铬还提高了钢的临界点,有利于提高其热疲劳性能.加入钒可加强钢的二次强化现象,增加热稳定性.所以,加热不当易产生裂纹,温度过高晶粒粗大易产生脱碳,其锻造温度范围也窄,高温,低温锻造时易产生角部裂口.合金成分较高,导热性差,加热时应缓慢.严格执行预热,升温,保温三阶段,以提高其高温塑性.表1化学成分化学成分钢号(:SiMnCrM0V4Cr5MoSiV1O.32O.8O4.5O1,OOO.8O0.40(我国)0,421,2O5.501.501,1OH130.3O0,8O0.2O4,751.250.8O(美国)0.401.2O0.405.501.751,2O1锻造温度的控制1)钢锭.采用电渣重熔冶炼提纯钢锭,重量1.3t1.5t.规格:4403801000;2)锻造加热规范的制定.加热工艺参考4Cr5MoSiV1钢的加热规范及锻造经验,考虑该钢工艺性能,钢锭加热应缓慢升温,不得大火急烧,应使钢锭均匀透烧.按照标准锻造加热保温温度一般控制在l180C,锻造温度控制在1180C850C左右.但是,锻造时容易产生不规则表面裂纹,这时必须停止锻造,立即用砂轮磨掉裂纹,待锻件冷却后再重新加热锻造.经过了多次的试验总结,最后确定锻造温度范围及加热规范(见图1),以每h小于50C的加热速度升温到750C800C预热90min,保证均匀透烧,然后加热到1200C,保温60min,出炉锻造,终锻温度控制在850C.同时,加热保温时间必须控制在1h,若时间过长容易产生过热现象.图l锻造加热规范钢锭出炉锻造前,必须清除掉钢锭表面的氧化皮,这样可以减少锻模及砧子的磨损,提高锻件的精度和表面质量.作奢苘介:郑爱聪女1963年出生1986年毕业于太原理工大学工程师太原030009山西焦煤科技2003年第11期2锻造工艺的制定钢锭上锤后,先用轻,快锤锻打四面,然后重锤锻打,操作要两均,即上铁量均匀,进铁量要控制在下砧宽的1/21/3,一处锻打不得连击数锤;压下量要均匀.在锻造过程中,由于800t快锻是靠静压锻造,靠近上砧变形量大,下砧变形量小,先采用十字锻造,压下量大送进量大,特别容易产生裂纹.而后采用压下量小送进量小,十字交叉锻造.成材时,可先将坯料锻成荒圆,满砧子进料,进行轻倒棱后再重锤锻打,再用甩子甩圆,产生裂纹就少,且机械性能和表面质量也得到了保证.这时为了保证锻件质量,我们投入了大量的模具(甩圆),以保证外观质量.3退火规范的制定为了使锻后组织进一步均匀化,提高塑性,调整晶粒度,使少量的奥氏体在冷却过程中形成的马氏体,进一步分解为铁素体和颗粒状碳化物,使组织均匀,软化,并将锻造过程中拉长的晶粒变为等轴晶粒.图2退火工艺曲线锻后一批锻件应及时放入退火炉中进行退火处理,见图2,采用840C860C保温15h,然后随炉缓慢降温冷却的退火工艺曲线.这样,不但锻造过程中产生裂纹的几率减少,而且金相组织均达到了技术要求.4结果测试经退火后金相组织见图3,从图3可以看出,组织几乎完全由铁素体基体上析出的细小弥散碳化物所组成,且组织较均匀.图3退火后金相组织结构图5结束语经过对H13钢锻造温度控制,工艺控制,退火工艺控制等一系列的试验研究后,锻造组织性能达到了技术要求,也不易产生裂纹,并能满足用户的要求.收稿日期2003920参考文献l胡志忠.钢及其热处理曲线手册.北京:国防工业出版社,1987.2125.2林慧国,周人俊.世界钢号手册.北京;机械工业出版社.1988.4650.3胡志忠.钢及其热处理曲线手册.北京:国防工业出版社,l987.213220.StudyonForgingProcessofH13SteelHeatMo(u)ldZbengAicongAbstractStudiestheappearingproblemsincourseofH13steelforgingoperation,developsrationalheatforgingandtreatmentprocess,andbyforgingwarping,structureisthinner,raisesthestructuralc