H13+Mo热作模具钢深入剖析它的性能热处理工艺加工方式和应用场景

新闻动态 2025-12-05 19:23:35 113

H13+Mo 模具钢并非标准牌号,而是在经典热作模具钢 H13(对应中国国标 4Cr5MoSiV1)基础上提高钼(Mo)元素含量得到的改良型热作模具钢。其核心设计思路是通过强化钼元素的作用,弥补普通 H13 钢在高温抗软化、抗回火稳定性等方面的短板,适配更严苛的高温成型工况,以下是详细介绍:

核心化学成分(改良特征)

普通 H13 钢的钼含量标准范围为 1.10%-1.75%,H13+Mo 模具钢的钼含量通常会提升至 1.8%-2.5% 左右,其他核心元素配比基本保持 H13 的框架,具体质量百分比大致如下:碳(C)0.32%-0.45%、硅(Si)0.80%-1.25%、锰(Mn)0.20%-0.60%、铬(Cr)4.75%-5.50%、钒(V)0.80%-1.20%,磷(P)≤0.03%、硫(S)≤0.03%。钼元素的增量是关键,它会与铬、钒协同作用,优化钢材的高温强化相结构。

关键性能优势与短板

核心优势:一是高温抗软化能力大幅提升。钼会形成 Mo₂C 等稳定碳化物,这类碳化物在 550 - 600℃的中高温回火过程中弥散析出,能有效抑制基体软化,让钢材在超过普通 H13 耐受温度(540℃)的工况下仍保持较高硬度;二是抗回火稳定性增强,二次硬化效果更显著,经规范热处理后,回火硬度峰值可接近 58HRC,且硬度保持区间更宽;三是淬透性进一步优化,钼作为强淬透性元素,增量后可使大型模具的心部与表面硬度差异更小,组织均匀性更好,同时能抑制回火脆性,保障模具在反复高温 - 冷却循环中的结构稳定;四是耐磨与抗热裂性协同提升,钼与铬形成的复合碳化物硬度更高,能抵御高温金属液的冲刷磨损,且均匀的组织减少了热应力集中,降低热裂纹产生概率。

明显短板:遵循热作模具钢的性能平衡规律,钼含量增加会导致钢材韧性和塑性出现小幅下降,对剧烈冲击载荷的耐受能力略逊于普通 H13;同时,钼作为贵金属,其含量提升会直接提高钢材的生产成本,且加工过程中刀具磨损速度比普通 H13 稍快,需优化切削参数。

热处理工艺要点

热处理工艺与普通 H13 相近,但需适配钼增量后的组织特性,推荐规范如下:先进行两次预热,分别为 600 - 650℃和 800 - 850℃,减少加热热应力;淬火温度控制在 1030 - 1080℃,可采用油冷或空冷,保障基体充分奥氏体化;回火需进行 2 - 3 次,回火温度 550 - 600℃,每次保温 2 - 3 小时,最终硬度可稳定在 50 - 56HRC。此外,该钢材也可通过气体渗氮或氮碳共渗等表面处理进一步提升表面硬度,且需注意氮化温度不高于回火温度,避免影响基体强度。

典型应用场景

其应用场景聚焦于比普通 H13 工况更严苛的高温成型领域,比如用于汽车发动机缸体、变速箱壳体等复杂铝 / 镁合金压铸模的模仁、镶块等关键部件,可应对高压高温压铸时的强烈冲刷;也适用于钢材、高温合金的大型热锻模和热挤压模,例如重型机械轴类、齿轮的热锻成型模具;还可制作热剪切刀、高精度热冲压模具的耐磨嵌块,以及生产玻纤增强工程塑料的注塑模具,适配对模具耐热性和耐磨性要求较高的成型需求。

与同类钢种的关联

它与德国 1.2367(X38CrMoV5 - 3)、奥地利 W303 等钢种有一定接近性,三者均通过高钼含量强化高温性能,但后两者的铬、钼配比更均衡,韧性表现更优,而 H13+Mo 则更侧重基于 H13 基础的低成本改良,适合对普通 H13 性能不满但无需更换高端钢种的场景;与瑞典 DIEVAR 相比,H13+Mo 的抗热裂性和综合强韧性稍弱,但成本更低,是中端高温模具的高性价比改良选择。