H13类钢材的热处理方面的经验分享

H13钢材从钢厂发货时一般为退火态组织，此时的钢材比较软（一般来说≤235HB），这样模具企业在粗加工过程时才比较容易加工。但是模具在压铸过程中又需要较高的强度，所以此时钢材就需要热处理工艺的加入。现在比较常用的热处理工艺是真空气淬的方式，这是因为真空气淬的模具变形相对来说比较小，热处理完成后模具比较整洁，热处理开裂的风险较小。

现在H13类钢材的真空热处理选择的温度范围在1010-1030℃，这个温度较低时，模具对时间的敏感性相对来说也较低，不易组织过热（晶粒粗大）。H13类钢材的退火态组织一般包括颗粒状的珠光体和碳化物。碳化物主要是合金元素与碳元素结合的产物，我们在钢材中加入合金元素，不想这些合金以大个碳化物的形式存在于钢中，不然就起不到合金化的作用（特别是这些合金元素一般来说价格都是比较高的）。热处理的过程理论上想要达到的最佳效果就是在钢材组织全部转化为奥氏体后，碳化物全部溶入奥氏体，在奥氏体晶粒长大之前进行淬火冷却。但是奥氏体晶界失去碳化物的钉扎作用后非常容易长大，这也就意味着这个时间段很难控制。现在我们所有热处理工艺改进的最终目的都是努力进入这个时间区间（最高温度保温区间）。例如我们行业内的热处理工程师根据经验对工艺的改进，再例如北美压铸学会（NADCA）制定的参考工艺。我们在热处理过程中所采用的一些手段也都是为了达到这个目的，例如使用热电偶监控模具内部温度的变化，例如通过观察窗口对模具的颜色进行监控等。

假如在热处理过程中我们可以很精确的将高温保温时间控制在这个时间段内，在后续的冷却过程中，理论上来说冷却速度越快越好，例如选择水冷的方式（冷却介质的冷却速度是水＞油＞气体），现在就有工程师在研发可以水冷的H13类钢材。快速冷却可以阻止合金元素在从奥氏体中析出。当合金元素全部被禁锢在基体中时，此时H13钢材就获得了最高的强度，在随后的回火过程中我们将部分合金元素从基体中析出，且以细小的颗粒状的碳化物的形式析出，根据我们想要的硬度来决定我们析出多少合金元素。理论上此时我们就可得到最佳性能的钢材。

当然这些都是理论上的，实际情况要比理论复杂的多，后面我会继续分享实际情况对热处理过程的限制，以及其他的热处理方面的东西。
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