锻造温度对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢性能的影响

采用不同始锻和终锻温度对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢进行了锻造,并进行了磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果发现,与始锻温度1050℃(磨损体积28.5×10^-3 mm^3,热疲劳裂纹9级)相比,1125℃始锻时4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢的磨损体积减小40.5%,热疲劳裂纹级别减小5级;与终锻温度850℃(磨损体积26.8×10^-3mm^3,热疲劳裂纹8级)相比,900℃终锻时模具钢的磨损体积减小36.7%,热疲劳裂纹级别减小4级。为了提高4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢试样的抗磨损性能和热疲劳性能,优化后的始锻温度和终锻温度分别为1125、900℃。

热作模具钢4Cr5MoSiV1的细化处理工艺试验

随着国内工业技术的进步，模具材料的开发与应用也得以飞速发展。4Cr5MoSiV1钢是一种新型热作模具钢，由于其优良的淬透性、淬硬性和良好的室温、高温性能而广泛应用于要求高韧性和冷热疲劳抗力、工作温度<700℃的热挤压模、压铸模和热锻模，其使用寿命远高于第一代热作模具钢5CrNiMo、5CrMnMo和3Cr2W8V。但近年来，有关部门通过抽检多个厂家发现，国产4Cr5MoSiV1钢与进口H13钢相比存在的最大差别是成分偏析、带状组织严重等现象。用此类材料制造的工模具经过常规工艺处理后，常出现早期失效。因此有必要对其热处理工艺进行研究和改善。

4Cr5MoSiV1热作模具钢的热变形行为与热加工图

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对4Cr5MoSiV1热作模具钢进行单道次等温压缩试验,研究了其在变形温度750~1050℃,应变速率0.001~0.1s^(-1)条件下的热变形行为,并观察变形后的显微组织;根据试验得到的真应力-真应变曲线,构建了03真应变下的Arrhenius高温本构模型,并在动态材料模型基础上绘制了热加工图,从而得到该钢的合理热加工区间。结果表明:4Cr5MoSiV1钢的变形抗力随变形温度的升高或应变速率的降低而显著降低;4Cr5MoSiV1钢的热变形激活能为59452 kJ·mol^(-1);在试验参数范围内,4Cr5MoSiV1钢合理的热加工区间为变形温度1050℃、应变速率0.001~0.01s^(-1),此时组织中的碳化物细小且弥散分布,第二相强化效果显著。

热作模具钢4Cr5MoSiV1的热变形行为及本构模型修正

借助Gleeble-3500热模拟试验机和光学显微镜研究热作模具钢4Cr5MoSiV1在变形温度为750~1050℃、应变速率为0.001~0.1 s^-1条件下的热变形行为及显微组织特征。结果表明,4Cr5MoSiV1钢的流变应力随温度升高而降低,随应变速率升高而增大;动态再结晶在低应变速率与高变形温度下更易发生;得到4Cr5MoSiV1钢在该变形参数下的热变形激活能为704.73 k J·mol^-1,建立了应变量为0.2时的Arrhenius高温本构模型,本构参数的拟合相关系数在95%以上。针对传统本构模型的不足,构建了耦合应变量的改进型本构模型,并对本构参数进行了3次、6次及9次拟合。结果表明,9次拟合的相关系数超过97.94%,可以更准确地预测4Cr5MoSiV1钢的热变形抗力。

4Cr5MoSiV1模具钢的表面复合处理对压铸过程和制成品的影响评估

对4Cr5MoSiV1模具钢,进行了渗氮和喷丸相结合的表面处理,并对压铸过程的影响和制成品的抗拉强度进行了评估。对于3种模具:未经处理的模具、SB-N处理模具和SB-N-SB处理模具(Shot Blasting抛丸;Nitriding渗氮),考察了其压铸过程和制成品。通过在模具的3个挤压销上安装应变片,以捕捉注射过程中的应变值。通过考察应变曲线中压力上升的时间差、最大应变值和压力持续时间,明确了不同表面处理方法对熔融金属的流入和凝固过程有较大影响。对应变曲线的分析表明:经过表面处理的模具其流动性、压力传播特性和热保持性均得到了改善。通过X射线CT观察了3种模具的ADC12铝合金压铸试样,并测试了抗拉强度,结果表明:经过SB-N-SB表面处理的模具其制成品缺陷的大小和数量更小,抗拉强度平均提高约10%,可有效提高模具的耐用性和铸件的质量。

100t EAL-LF-VD-Φ500 mm铸坯流程4Cr5MoSiV1模具钢的生产实践

生产的4Cr5MoSiVl钢(/%:0.38~0.40C,0.88~0.92Si,0.42~0.44Mn,0.001~0.003S,0.007~0.014P,5.00~5.55Cr,1.37~1.40Mo,0.98~1.00V,0.015~0.025Alt)的工艺流程为65%铁水+35%废钢-100 t EAF-LF-VD-Φ500 mm坯连铸-Φ120 mm圆钢轧制。通过控制EAF终点[C]0.06%~0.10%,终点[P]0.006%,出钢加1 kg/t铝块预脱氧,LF精炼渣碱度2.5~3.0,喂钙线后软吹≥10 min,VD≤67 Pa,100×2 L/min氩气搅拌≥15min,中间包钢水过热20~30℃,连铸结晶器电磁搅拌(310 A,1.5 Hz),保护浇铸,拉速0.34~0.35 m/min等工艺措施,10炉4Cr5MoSiVl钢中[O],[N]和[H]分别为10×10^(-6)~12×10^(-6),72×10^(-6)~80×10^(-6),1.2×10^(-6)~1.4×10^(-6),各项指标均满足协议要求。

热作模具钢4Cr5MoSiV1电炉模铸生产工艺

4Cr5MoSiV1是一种应用广泛的热作模具钢,是制造热锻模、热挤压模和压铸模的主要材料。试制工艺流程采用电炉冶炼+炉外精炼(LF+VD)+模铸+800轧机工艺。通过采用全铁水配料、优化精炼工艺、氩气保护浇注、合适的加热温度和保温时间等措施,成功生产试制了热作模具钢4Cr5MoSiV1热轧圆钢。试制产品磷含量≤0.010%,硫含量≤0.004%,晶粒度达到10.5级,横向冲击≥11J,夹杂物A类≤1级,B类≤0.5级,C、D类均为0级。产品质量达到了国内先进水平。

4Cr5MoSiV1钢的临界点测定

4Cr5MoSiV1钢是引进的一种热模具钢。这个钢种二次硬化效应强烈，热稳定性好，能有效地提高热模具的使用寿命，因此在我国得到广泛的应用。这个钢种的临界点测定工作虽曾做过，但是测定结果尚未纳入国家标准。我们陕重厂，因为生产需要，按照《钢的临界点测定法（膨胀法）》国家标准第二次修改稿的要求，

H13模具钢的锻造及热处理

简要介绍了H13模具钢的性能特点及应用概况,重点讨论了它的锻造要点和热处理工艺特点,分析了H13热锻模寿命不长、频繁失效的原因,并提出了纠正和预防措施。

深冷处理对4Cr5MoSiV1热作模具钢磨损性能的影响

为研究深冷处理对4Cr5MoSiV1热作模具钢磨损性能的影响,对不同深冷时间处理的4Cr5MoSiV1钢进行了显微组织分析、硬度测试和磨损性能试验。结果表明:深冷处理可以显著提高4Cr5MoSiV1热作模具钢的硬度和耐磨性能,经1030℃×40 min淬火+(-196℃)×24 h深冷处理+500℃×2 h二次回火处理后,在25和600℃温度条件下的磨损率分别为1.4×10^(-5)和2.7×10^(-5)g·m^(-1),与常规热处理相比,分别降低了30.0%和34.1%,其硬度达到55.2 HRC,较常规热处理提高了14.8%。深冷处理可以使4Cr5MoSiV1热作模具钢组织中的残余奥氏体向马氏体转变,并促使细小且弥散性的碳化物析出,从而提高了其耐磨性能。

稀土Ce对4Cr5MoSiV1钢组织的影响

对不同稀土Ce含量的4Cr5MoSiV1试验钢经热加工处理后的显微组织进行了观察和分析,研究Ce含量对其显微组织的影响。结果表明,稀土Ce的加入,使4Cr5MoSiV1钢铸态、锻态、正火和球化退火态的组织得到改善,晶粒细化、夹杂物变性、成分偏析减轻、未溶碳化物消除。但当稀土Ce含量超过0.026%时,上述改善作用逐渐减弱,甚至起到恶化的效果。

基于正交试验的6061铝合金热挤压粘附行为研究

通过正交试验研究了6061铝合金热挤压成形过程中挤压温度、挤压速率和模具表面粗糙度对4Cr5MoSiV1热作模具钢凸模表面铝粘附转移量和脱模力的影响,各因素的影响顺序为:挤压温度>挤压速率>模具表面粗糙度;对凸模表面粘铝组织微观形貌及成分能谱分析表明,在模具表面形成不均匀分布的层状粘铝组织,并包覆在模具表面,这对挤压件表面质量和模具寿命会产生不良影响,需要及时清理。

锻压温度对新型汽车模具钢性能的影响

采用不同始锻和终锻温度对4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢进行锻压试验,并进行磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果发现,与始锻温度1050℃相比,1125℃始锻时4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢的磨损体积减小40.5%、热疲劳裂纹级别减小55.6%;与终锻温度850℃相比,900℃终锻时模具钢的磨损体积减小36.7%、热疲劳裂纹级别减小50.0%。为了提高4Cr5MoSiV1Sr1W1新型汽车模具钢试样的抗磨损性能和热疲劳性能,优化后始锻温度和终锻温度分别选为1025℃和900℃。

压铸模具钢的选择与提高压铸模寿命的途径

从压铸模具钢 3Cr2W8V和 4Cr5MoSiV1 (H1 3)的材质和热处理工艺方面分析了提高压铸模寿命的途径。认为选择电渣熔铸钢 ,采用合理的预处理、热处理工艺 ,以及在压铸生产过程中进行消除应力回火 ,通过模具的表面强化和防粘模处理能显著提高压铸模的使用寿命。此外 ,对模具延寿工作的趋势进行了展望。

模具钢在冶金质量方面的要求(1)

高的冶金质量才能发挥钢的基本特性,模具钢的内部冶金质量与它的基本性能具有同等重要意义,在研究性能的同时,必须研究冶金质量影响因素。除化学成分均匀性、有害元素含量、非金属夹杂物、白点等的影响,对模具钢的冶金质量还有着以下要求:1)氧含量。对模具钢一般都未规定钢中的允许的气体含量。随着氧含量的增加,氧化物的颗粒和数量都随之增加,钢的疲劳性能降低,热裂纹也容易产生。有人曾对4Cr5MoSiV1钢进行过试验,氧含量最好不超过1.5×10^(-5)。因此,近年来,为了提高模具的制造质量,国内外的模具钢逐渐在向低氧含量的方向发展。

温度和变形量对6061铝合金粘附行为的影响

利用自行设计的卡具在电子拉伸试验机上对高温下6061铝合金在4Cr5MoSiV1热作模具钢表面的粘附行为进行了研究,定量分析了成形温度和变形量对粘附现象的影响,观察了粘附后模具的微观组织形貌。结果表明,随着温度升高,铝转移量呈现先降低后升高的趋势,450℃时铝转移量最少,而后随着温度升高,粘铝现象变得越来越严重;随着铝合金变形量的增加,铝转移量先缓慢升高,当变形量为40%时,铝转移量迅速升高,粘铝现象开始变得严重。

H13钢淬火工艺的有限元模拟

H13钢是采用美国AISI—SAE统一编号的钢材，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。该钢具有较好的强度和硬度，中温时依然能保持较好的强度和硬度的稳定性。

鼠笼转子铸铝模表面裂纹的分析及材料优化

结合鼠笼转子铸铝模的工作条件,分析出其表面裂纹产生的主要原因是受急热急冷的循环过程产生的热应力而造成的热疲劳破坏。为了提高铸铝模的热疲劳抗力,将原用材料3Cr2W8V改用新材料4Cr5MoSiV1。经过在实际生产中应用,跟踪检测证实,鼠笼转子铸铝模采用新型模具材料后,使用寿命提高了10倍。