Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼是上海材料研究所針對壓鑄模特點,結合我國礦產(chǎn)資源而設計出來的新型熱壓鑄模具鋼。在壓鑄鋁合金零件時,鋁液溫度650~700℃,并以45~180m/s的速度被壓入模腔,比壓為2000~12000M/cm2,保壓時間為5~10s。每次壓射隔時間為20~75s。壓鑄模在工作時模腔表面要受高溫高速溶液的反復沖刷,其失效形式主要是鋁液熔蝕和熱疲勞裂紋。
Y10鋼的化學成分和H13鋼相似,但鉬含量稍高,有很好的淬透性,鋼中Mo和V分別以M6C和MC型碳化物存在,對細化晶粒、提高熱強性和回火穩(wěn)定性有較大作用。鋼中加入Si、Mn的目的是提高基體強度。Y10鋼模可在低于600℃的溫度下長期工作。
我國目前所用的鋁合金壓鑄模材料一般是3Cr2W8V鋼,失效的主要形式是熱疲勞和粘蝕,選用Y10鋼制造的壓鑄模使用壽命明顯高于3Cr2W8V鋼。
(1)預備熱處理 球化退火工藝:加熱溫度840~860℃,保溫2~4h;等溫溫度680℃,保溫4~6h,爐冷到550℃以下出爐空冷。退火后硬度為170~187HBW,退火后組織為點狀珠光體+少量分散分布的亞穩(wěn)定共晶碳化物。
(2)淬火及回火 淬火溫度950~1050℃,油冷,硬度50~56HRC。回火溫度550~620℃,硬度42~51HRC。采取下限溫度(550℃)回火,硬度50~51HRC。
采取1050℃油淬,650℃回火2次,每次2h,硬度為39HRC,組織為回火馬氏體+回火托氏體+未溶碳化物。