H13熱作模具鋼的失效原因分析及熱處理工藝

　　故障分析:

　　由于模具制造商的技術要求不合理，H13模具往往會在早期斷裂。造成模具早期失效的H13熱作模具鋼常見的不合理技術要求有:“表面硬度低，心部硬度高；硬度要求過高；高表面硬度、低核心硬度等。

　　化學成分分析表明，H13模具鋼大部分批次化學成分符合標準，只有少數批次合金元素不足。在生產實踐中，經常發現一些鋼廠生產的H13化學成分偏析嚴重，模具生產廠家沒有進行合理的鍛造和球化退火，往往導致H13鋼在熱處理或安裝使用過程中斷裂。

　　(1)高硬度導致模具早期斷裂。

　　(2)模具表層硬度過低，導致模具早期開裂失效。

　　(3)模具表面硬度高，基體硬度低，導致早期開裂失效。

　　熱處理:

　　H13鋼的臨界點:Ac1為853℃；Ac3為912℃；質譜是310℃

　　鍛造:先緩慢加熱至750℃，然后快速加熱至1120-1150℃，以減少氧化和脫碳；初鍛溫度1080-1120℃，初鍛溫度≥850℃。鍛造后及時緩慢冷卻退火。此外，要求鍛造比大于4。

　　退火:H13退火的TTT曲線位于淬火的TTT曲線左側，過冷奧氏體的穩定性降低，有利于退火和軟化處理。等溫退火:加熱至800℃，保溫2小時，冷卻至750℃，等溫2-4小時，隨爐冷卻至500℃，出爐空冷，硬度192-229HBS，鍛后立即球化退火。

　　以及淬火回火:淬火前兩次預熱，1040±10℃淬火，540±10℃回火，獲得硬度HRC 46-50的回火馬氏體碳化物組織，可滿足熱作模具鋼的性能要求。

　　通過改進H13鋼的冶煉方法和合理的鍛造工藝，保證了對模具材料的要求，合適的熱處理工藝保證了H13鋼具有良好的綜合力學性能，正確的操作方法更有利于延長其使用壽命。冶煉、鍛造、熱處理、使用等重要環節的結合，可以有效提高H13鋼在壓鑄模具中的使用壽命。