跟着我国经济的快捷进展，我国模具创造业也取患了日新月异的进展。压铸模具是哄骗高速压力，将熔融或半熔融的金属注入压铸模具型腔内成形金属半制品或制品的一种模具㈣。在压铸模具办事的流程中，模具须要接受繁杂多变的机器攻击和冷热瓜代的温差效用，同时在金属的充型流程中，模具内腔还会遭到热攻击和磨损[3-71。由于屡屡的冷热轮回热攻击，使得模具型腔表面构造产生了变动，跟着使历时候的拉长，会使模具内腔涌现坍塌、裂纹以及磨损等缺点，当缺点进一步进展时会使模具做废㈨Ol。当今，国表里运用较多的压铸模具钢有H13、QR、QRO80M、BHl0A以及CrN等，我国罕用来施行铝合金压铸用模具钢有4Cr5MoSiV(H11)、4Cr5MoSiVl(H13)、4Cr5M02MnSiVl(Y10)、3Cr3M03VNd(HM3)和3Cr2W8V等阳。这些钢在运用流程中以4Cr5M02MnSiVl(YIO)模具钢显现最优良，它是一种新式铝合金压铸用模具钢。整体而言，当今的铝合金压铸用模具钢在运用流程中做废的紧要模样为热疲乏毁坏、严峻脆性开裂、磨损和坍塌等刚0]。

为了进一步抬高铝合金压铸用模具钢的寿命，开垦新式铝合金压铸用模具钢，关于模具创造企业甚至用户效力的抬高均具备急迫意义。于是，本探索以铝合金压铸用模具钢为探索目标，经历增加不同合金元素，制备了新式铝合金压铸用模具钢，探究了不同热解决工艺对模具钢机能的影响，为压铸模具的采用供应了必定的实验根基。

1实验材料及办法

实验流程中，经历调度Cr、Mo以及V等合金元素的增加量，计划和制备新式压铸用模具钢构成，并施行熔炼制备。计划的压铸模具钢化学构成如表1所示。实验流程中，采取中频感想电炉不氧化法熔炼实验模具钢，在熔炼流程中，当钢液温度抵达℃左右时，施行脱氧解决，脱氧解决后再采取冲人法对钢液施行产生改变解决，着末浇注成试样。浇注完的试样在℃左右施行退火解决后，哄骗机器加工成准则试样。热解决温度离别为、、、、℃，采取机油施行淬火，淬火保温时候均为40min；淬火完结后，再对试样施行回火解决，回火解决温度为℃，回火介质为空气，回火保温时候为2h。耐铝合金热熔损实验采取高温浸泡法，先将铝合金加热到必定温度熔融，再将模具钢试样浸泡在铝合金液中，实验温度为℃，浸泡时候离别为1、2、3、4、5h。冲突磨损实验采取HT．销盘式冲突实验机在室温下施行，载荷为N，滑动速率为0．8m／s，时问为15min，磨损率的盘算公式为：K=V／(Nxd)，式中，y为磨损体积(磨损失重Am／销试样密度p)，N为载荷，d为滑行间隔。着末，将热解决后的样本遵循国度准则GB／T—，GB／T—，GB／T—，GB／T—施行制样和实验，测定热解决后热做模具样本的力学机能，实验装备为SWD一电子全能实验机。JB一50攻击实验机以及HR50型洛氏硬度计，高温硬度哄骗AKA高温硬度计施行测试。着末，对最好样本断面采取JSM．35型扫描电镜施行查看剖析。

2结束剖析与商议

2．1热解决对模具钢强度和韧性的影响

图1是实验计划的铝合金压铸用热做模具钢在不同淬火温度下淬火+℃回火解决后模具钢样本抗拉强度和攻击韧性随淬火温度变动弧线。连合表1模具钢的化学成份，从图1a模具钢样本的抗拉强度变动弧线能够发觉，随Mo、V以及Cr合金元素增加量的增进，模具钢样本的抗拉强度显现增进趋向。随淬火温度的抬高，模具钢样本的抗拉强度值显现先增进，后略有降落趋向。对应的，从图1b模具钢样本的攻击韧性变动弧线中能够发觉，随Mo、V以及cr合金元素增加量的增进，模具钢样本的攻击韧性呈渐渐降落趋向。随淬火温度的抬高，模具钢样本的攻击韧性值与对应的抗拉强度值呈相悖的趋向。图1a和图1b显示，当淬火温度为℃时，Al和A2模具钢样本的抗拉强度值最大，离别为．4MPa和．5MPa，而对应的攻击功离别为8．9J和8．6J。从中还能够发觉，当淬火温度为℃时，A3模具钢样本的抗拉强度值最大，为．5MPa，而对应的攻击功为7．9J。剖析缘故可知，当淬火温度较低时，模具钢样本中的金相中奥氏体不能充足平均化，且碳化物在基体中的固溶不充足，致使模具钢构造不平均，于是对应的抗拉强度值较低。当淬火温度抵达必定水平，如A1和A2在℃，A3在℃时，模具钢样本中板条状马氏体数目渐渐增进，构造变得平均，于是对应的模具钢试样的抗拉强度均增进。当淬火温渡太高时，由于内部分散加速，构造内部涌现部份晶粒长大粗化，进而使得对应的抗拉强度值降落；同时，由于合金元素在基体中的溶人低沉了马氏体的I临界转换点，当淬火温度较高时，室温下存在的残剩奥氏体数目随之增进，对应的攻击功抬高。

2．2热解决对模具钢硬度的影响

图2是实验计划的三组模具钢试样在不同淬火温度下淬火后，再经℃回火解决后对应的硬度值随淬火温度的变动弧线。连合表1模具钢的化学构成，从图2中能够发觉，当模具钢中Mo、V以及cr合金元素增加量的增进时，不异淬火温度下，模具钢样本的硬度值显现挨次增进趋向。随淬火温度的抬高，模具钢试样的硬度值显现先增进，后略有降落趋向，这与对应的模具钢样本抗拉强度值变动趋向不异。当淬火温度为℃时，A1至A3模具钢样本的硬度值离别为HRC47．65、HRC48．62以及HRC50．12。随淬火温度的抬高，A1和A2模具钢样本的硬度值均在淬火温度为℃时抵达最大，A3模具钢样本的硬度值在淬火温度为℃时抵达最大，为HRC52．83。当淬火温度为℃时，A1、A2以及A3模具钢样本的硬度值均有所降落，离别为HRC48．32、HRC48．95以及HRC52．15。剖析可知，随淬火温度的抬高，各模具钢试样基体中消融的碳化物越来越多，另一方面基体中的合金元素强硬效用更为显然，于是硬度值涌现增进。当淬火温度超越必定值后，由于内部分散加速，构造内部涌现部份晶粒长大粗化；另一方面，由于合金元素的在基体中的溶人低沉了马氏体的临界转换点，当淬火温度较高时，室温下存在的残剩奥氏体数目随之增进，进而使得模具钢样本硬度值降落。

2．3合金元素对模具钢耐铝热熔损的影响

关于铝合金压铸模具来讲，模具的耐热熔损机能与浇铸的铝合金熔体状况亲密联系，于是关于模具钢的耐铝热熔损机能测试相当急迫。实验采取的模具钢样本为A1(℃淬火+℃回火)、A2(℃淬火+℃回火)以及A3(℃淬火+℃回火)，实验温度为℃。连合表1模具钢的化学构成能够发觉，在不异的热浸渍时候下，随合金元素Mo、v以及cr元素增加量的增进，模具钢单元面积熔损率逐突变小。随铝合金熔体浸渍时候的拉长，模具钢的熔损率均增进。当在铝合金熔体中浸渍实验1h时，A1、A2以及A3模具钢样本的熔损率值离别为12．5g／dm2、8．5g／dm2以及5．7g／dm2；随实验时候的拉长，当在铝合金熔体中浸渍实验5h时，A1、A2以及A3模具钢样本的熔损率值离别为19．4g／am2、13．6g／din2以及9．8g／am2。图3中显示，A3模具钢试样具备最好的耐铝热熔损机能。剖析可知，在A3模具钢中由于增加了至多Mo、V以及Cr合金元素，个中Cr元素在低温下具备较好的耐热机能，于是，增加量较高时，其耐热熔损机能较好。

2．4模具钢耐磨损机能剖析

由于压铸用热做模具钢办事流程中时常须要接受挤压和冲洗，于是，关于模具钢的耐磨损机能测试显得必不行少。图4是实验采取的模具钢样本为A1(℃淬火+℃回火)、A2(℃淬火+℃回火)以及A3(℃淬火+℃回火)经历冲突磨损实验后结束。个中，图4a是A1、A2以及A3模具钢样本的磨损率测试结束，图4b是A3模具钢试样磨损实验后表面XRD剖析结束。关于压铸模具来讲，模具在运用流程中，模具型腔接受着猛烈的机器压力和冷热瓜代变动效用，这构成模具表面要接受较大的热攻击，周期的交变应力构成压铸模具表面涌现热裂纹，最后扩大使模具做废。从图4a中看来，A3模具钢试样具备最好的耐磨机能，主假如由于A3模具钢中cr元素含量最高，而Cr元素时常是一种抗氧化合金元素，在摩掠流程中会优先增进模具钢表面构成氧化膜，且氧化膜分外精细，与基体连合亲密，于是对模具钢基体具备优良的掩护效用。图4b中显示，摩掠流程中表面紧要构成的氧化物为Fe：O，和Fe，O。，能对基体构成优良的掩护。

2．5模具钢显微构造剖析

图5是A3模具钢样本在℃淬火和℃回火后样本宏观构造描述。图5中显示，A3模具钢样本构造中以板条状的马氏体为主，同时也存在小批的粒状碳化物和残剩奥氏体。连合图1和图2剖析可知，当淬火温度较低时，经历热解决后的模具钢构造中碳化物未充足固溶，且奥氏体平均化不充足。跟着淬火温度的进一步抬高，模具钢基体中的粒状碳化物充足固溶，M，C产生消融，同时其内部的针状马氏体构造渐渐转折为板条状构造；当淬火温度抵达。C时，模具钢构造中的碳化物主假如富含合金元素的M。C以及MC，而此类碳化物平稳性较好，这使模具钢机能获得抬高。

3论断

(1)以Mo、V以及cr为紧要合金化元素，探索了热解决工艺对模具钢机能的影响规律。结束讲明A3样本为最好样本，当在℃淬火40min+℃回火2h时样本机能最好，此时所制备的模具钢抗拉强度为．5MPa，攻击功为7．9J，硬度值为HRC52．83。

(2)探索了模具钢的耐铝热熔损机能和冲突磨损机能，结束显示A3模具钢试样具备最好的耐铝热熔损机能和耐磨损机能，合金元素的介入，分外是cr元素的介入能够抬高模具钢耐热熔损机能，同时增进在摩掠流程中构成精细氧化膜。

(3)最好模具钢样本的构造以板条状马氏体为主，同时存在小批的粒状碳化物和残剩奥氏体。

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