铝压铸铸造模具用钢的选材

铝压铸铸造模具用钢的选材

       钢作为现在最常用的压铸模具用钢，其应用范围也达到了一个相当的规模。其性能也得到了较好的展现，由于压铸条件的越发苛刻，对H13钢种的改良也越发迫切。国内外对于H13钢种的改良也从未停止。

       H13钢对应的国内牌号为4Cr5MoSiV1，现在较为成熟的改良方向是：1）铝压铸铸造在钢的成分方面，提高Mo的含量，降低Si和V的含量；2）在炼钢工艺方面，尽量减少钢中夹杂物的含量，提高钢的纯净度；3）铝压铸铸造在钢厂发货之前增加超细化工艺，改善发货时的组织状态。

       早期的H13钢（H13的成分范围如下表所示）中Mo的含量在1.5%左右，铝压铸铸造的元素的加入显著改善了钢材的耐回火性能。提高Mo的含量是近期改良H13钢的一个趋势。H13钢作为热作模具钢，其使用条件比较苛刻，在压铸过程中，模具需要承受高达数千吨的压力，且铝液温度也比较高（远高于H13的回火温度）。所以对钢材组织的要求也比较高，新的铝压铸铸造改善H13组织的方向为降低钢中的夹杂物的含量。钢中夹杂物大多与氧有关，所以降低钢中的氧含量可以显著降低夹杂物的含量。另外钢中的S和P也是危害比较大的元素，所以优质的H13一般也会把脱硫和脱磷作为改良的标准。H13钢在钢厂中的发货状态一般都是球化退火态。但随着压铸条件对钢材性能要求的提高，在工艺上改进就显得很有必要。最新的趋势是在发货前进行一次细化处理，得到回火索氏体组织。细化可以改善组织的均匀程度，促进合金元素溶入基体，改善组织中碳化物的形态。但是由于钢厂在细化时采取的是整板冷却的方式，所以铝压铸铸造只能采取水冷。这就会带来另一个问题，那就是铝压铸铸造在水冷过程中会出现裂纹。因为水冷的方式比较剧烈，特别是在板材的四个角落和表面，有时候这种裂纹肉眼可见，但大多数情况下这种裂纹都会被表面的氧化皮覆盖。这种板材在铣去黑皮后进行超声探伤是很有必要的。