BH13模具钢的用途及特性
BH13是英国BS标准牌号的热作模具钢,是应用广的热作模具钢。劳和耐热性。
BH13化学成分
C: 0.32~0.42
Si: 0.8~1.2
Mn: ≤0.50
Cr: 4.50~5.50
Mo: 1.00~1.50
V: 0.8~1.2
S: ≤0.03
P:≤0.03
BH13是一种高碳高铬合金工具钢,热处理后具有很高的硬度及耐磨性,并具有淬透性强,尺寸稳定性好的特点,适宜制作高精度长寿命冷作模具及热固成型塑胶模具。常用于制作司筒。
出厂状态及硬度:退火至 HB 220
一、特性
(一)化学成分
主要合金元素及其作用
BH13模具钢主要包含铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)等合金元素。铬含量通常较高,大约在5%左右。铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,同时有助于提高钢的硬度和强度。钼的含量一般在1.0% - 1.5%之间,钼可细化晶粒,增强钢的韧性,并且提高钢的抗回火软化能力。钒含量约为0.8% - 1.2%,钒在钢中形成细小、弥散分布的碳化物,这些碳化物能显著提高钢的硬度、耐磨性和热稳定性。
合金元素的协同效果
铬、钼、钒等合金元素相互协同作用。铬提供基本的耐腐蚀性和硬度基础,钼细化晶粒并增强韧性与抗回火能力,钒形成的碳化物进一步提升硬度和耐磨性,同时增强热稳定性。这种协同效果使得BH13模具钢在复杂的工作环境下表现出良好的综合性能。
(二)硬度与耐磨性
高硬度
经过适当的热处理后,BH13模具钢可达到较高的硬度,硬度值通常在HRC48 - 55之间。高硬度使得它在模具使用过程中能够抵抗磨损,例如在冲压模具中,当对金属板材进行冲压成型时,BH13模具钢的高硬度可以有效减少模具与板材之间的摩擦磨损,确保模具的尺寸精度和使用寿命。
出色的耐磨性
由于含有钒等形成碳化物的元素,BH13模具钢具有出色的耐磨性。在挤压模具中,如对铝型材进行挤压加工时,模具需要长时间承受被挤压材料的摩擦力,BH13模具钢的耐磨性能够保证模具在长时间使用后仍能保持良好的形状和尺寸精度,减少因磨损而导致的产品质量问题。
(三)韧性与抗疲劳性
良好的韧性
BH13模具钢具有良好的韧性。这得益于钼元素对晶粒的细化作用以及合金元素的合理配比。在模具工作过程中,可能会遇到意外的冲击或应力集中情况,例如在注塑模具开合模时,如果有异物混入模具型腔,BH13模具钢的韧性可以防止模具发生脆性断裂,保证模具的安全性和可靠性。
较强的抗疲劳性
在模具的反复使用过程中,例如在压铸模具的压铸循环操作中,BH13模具钢能够承受多次循环应力而不易产生疲劳裂纹。其良好的抗疲劳性是由于合金元素的综合作用,使得模具在长期的工作过程中能够保持稳定的性能,延长模具的使用寿命。
(四)热稳定性
高温下的硬度保持
BH13模具钢具有较好的热稳定性。在较高温度下,例如在500 - 600°C的工作温度范围内,它能够保持较高的硬度。这对于热作模具来说非常重要,如在热锻模具中,模具在高温下与炽热的锻件接触,BH13模具钢在高温下仍能保持足够的硬度,从而保证模具对锻件的成型能力。
抗回火软化能力
由于钼等合金元素的存在,BH13模具钢具有较强的抗回火软化能力。在模具经过淬火和回火处理后,即使在较高温度下长时间使用,也不容易出现回火软化现象,从而保证模具的性能稳定性。
二、用途
(一)冷作模具
冲压模具
在冲压模具方面有广泛的应用。无论是对薄金属板材进行冲孔、落料还是弯曲等冲压操作,BH13模具钢的高硬度和良好的耐磨性能够保证模具的使用寿命和冲压件的质量。例如在电子设备外壳的冲压生产中,BH13模具钢可以有效地抵抗冲压过程中的磨损,保证冲压件的尺寸精度和表面质量。
冷挤压模具
用于冷挤压模具制造。在冷挤压加工中,如对金属棒材进行冷挤压成型为各种形状的零件时,模具需要承受极高的压力和摩擦力,BH13模具钢的高硬度、耐磨性和较好的韧性使其成为冷挤压模具的理想材料。
(二)热作模具
热锻模具
在热锻模具中有着重要的应用。在锻造各种金属工件时,如锻造汽车发动机曲轴、连杆等部件,热锻模具需要在高温下工作并且承受巨大的冲击力和压力。BH13模具钢的热稳定性、高硬度和较好的韧性能够满足热锻模具的要求,保证锻造过程的顺利进行和模具的使用寿命。
压铸模具
适用于压铸模具。在压铸铝合金、锌合金等金属时,压铸模具需要在高温、高压下反复工作,BH13模具钢的抗疲劳性、热稳定性和良好的综合性能能够确保压铸模具在长期使用过程中保持稳定的性能,提高压铸产品的质量和生产效率。
(三)注塑模具
高精度注塑模具
在注塑模具中,特别是对于高精度注塑模具,BH13模具钢可用于制造模具的型腔和型芯等关键部件。在注塑过程中,模具需要承受塑料熔体的压力和温度变化,BH13模具钢的良好韧性和耐磨性能够保证模具在多次注塑循环后仍能保持良好的尺寸精度和表面光洁度,从而生产出高质量的注塑产品。
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