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新型高性能热作模具钢(HHD钢)在压铸模上的应用材料2015/05/23

HHD钢的实验室检测结果表明，钢中非金属夹杂物含量远远低于NADCA #207－2003的要求，其退火显微组织为AS1级，淬火显微组织为AH2级，晶粒度为9.5级，其冲击韧性也远远高于NADCA#207-2003对高级压铸模具钢冲击韧性的要求，其抗热疲劳性能要优于国际先进的瑞典产ASSAB8407钢。HHD钢模具现场使用情况表明，HHD钢压铸模具的寿命高于ASSAB 8407和DIEVAR制作的铝合金压铸模具；在相同的工艺条件下，由HHD钢制作的放气阀本体铜合金压铸模平均寿命是3Cr2W8V钢模具4倍以上。
铝合金压铸模具经常与600℃左右的高速熔化的炽热金属液接触，并被反复的加热、冷却，工作环境极其恶劣，其失效形式主要有：热疲劳、冲蚀和整体断裂[1~3]。世界各国都一直致力于压铸模具材料的开发与应用，以期提高压铸模具的使用寿命。20世纪30年代初在工业中一直广泛应用5CrNiMo、5CrMnMo钢，这两种钢由于铬含量低，淬透性差，热强度及热稳定性稍差，不适合做压铸模具。始于70年代的H系列钢（AISI标准）是目前世界上用量最大的第二代热作模具钢，以铬含量为5％的H11、H12和H13为代表，这类模具钢具有良好的淬透性及热强性，是目前使用最广泛的压铸模具用钢。第三代热作模具钢是以瑞典研制的铬含量为3wt％的QRO 45、QRO80和QRO90为代表。与H13钢相比，QRO80M和ORO90Supreme钢含有较低的Cr，同时增大了钢中的Mo含量，推迟了高温稳定性较好的MC型碳化物向稳定性较差的M23C6型碳化物转变，使该钢种具有更为持久的高温强度以及抗热疲劳性能[4]。但是，由于QRO系列模具钢的贝氏体形成倾向性，在淬火时容易出现粗大的上贝氏体，影响模具钢的塑韧性，降低模具寿命，甚至出现早期开裂，其推广受到限制。
本新型高性能压铸模具钢HHD钢，最主要的特点是将Cr含量提高到10％左右，大大提高了抗氧化性和淬透性；加入了适量的氮，利用氮的固溶强化及碳、氮化物的析出强化作用来提高材料的热强性和耐磨性；同时还优化了冶炼、锻造和预处理工艺，大大提高了模具钢的纯净度、均匀性和等向性。

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