h13鋼的表面改性

壓鑄模具的使用壽命決定于很多因素：模具設計的合理模具材料選擇正確性，模具機械加工和熱處理工藝的合理正確制訂，當然還應涉及模具的使用條件和維護。其中模具材料的質量和熱處理是相當重要的關鍵因素。熱處理應包括整體工件的熱處理和工件的表面改性。相關的標準主要有北美壓鑄協會標準、***汽車工業會、德國鋼鐵協會、材料協會和壓鑄協會的標準，還有通用汽車、福特汽車的推薦標準等。對h13鋼整體熱處理和檢測十分重要，將另有專論。

h13鋼鍛模和鋁合金壓鑄模的表面改性目前主要在以下兩個方面：(1)鐵素體氮碳共滲和硫氮碳共滲技術和(2)pvd涂層技術。國內外在這兩方面進行的研究論文有了發表， 但具體工業應用報導不多。專門從事材料表面改性技術的***hef集團在一些國際性會議上以論文形式報導了h13鋼表面改性工業應用的實例，同時艾福表面處理技術(上海)有限公司(hef shanghai)結合舍福表面處理技術有限公司(ts shanghai)的實踐匯同國外的相關文獻(尤其是nadca的專家和case western reserve 大學教授的工作)作一定描述。國內普遍認為， 熱疲勞發生龜裂損傷和熱磨損是熱作模具失效的兩大主要原因。這方面，國外的相關文獻敘述得十分明確：模具的損壞和限制模具壽命上升的三個機制為：1)液態金屬鋁的粘焊(soldering)和化學沖蝕損傷。2)磨損和腐蝕。3)熱疲勞開裂。其中1)是最重要的失效機制。他們提出采用鐵素體氮碳共滲和離子氮化能顯著提高工具鋼的模具壽命。國內有關鋁熔損的試驗指出，當模具材料硬度為45hrc時，未表面處理的鋁熔損率高達54.90%時，當采用鹽浴硫氮碳共滲，其熔損率僅為0.10%，當采用鹽浴氮碳共滲(軟氮化)后在加上pvd處理時，熔損率更明顯降低至0.10%。由此可見h13鋼的表面改性的效果十分明顯。

解決h13鋼表面改性問題的最佳途徑是在模具材料表面涂覆硬膜，使其不被鋁合金熔液潤濕，同時涂覆的硬膜也賦予模具材料表面的腐蝕磨損抗力。hef集團對汽車轉向操作系統的鋁合金工件壓鑄成型模具中的挺桿(38cdv5，相當于h13鋼)表面沉積3μm厚的certess sd 涂層，其硬度可達4000～4500hv，使用溫度可達800℃，還可抗鋁合金的黏結，使用壽命提高至10萬次，是未進行沉積處理挺桿的6~7倍。