[00103912]汽车用高性能热作模具材料及表面复合强化技术

成果简介： 　　近几年来,中国的轿车市场每年新增的车型不下百款,由于汽车大部分零部件是由模具制造成型的，仅每年新开模具就超过100亿元，因此提高模具制造质量及寿命对汽车产品质量和汽车行业的发展至关重要，具有极大的经济效益和社会效益。 　　本成果借助大型热力学和动力学计算软件Thermo-calc&Dictra，在H13钢基础通过优化合金成分并添加微量的铌，在保持H13钢原有优异性能的前提下，改善H13钢的热疲劳性能，从而出开发一种新型优质的汽车用热作模具钢HG1钢。同时结合表面处理新工艺，将新材料应用在汽车发动机气门成型模具和汽车方向机凸轮轴成型模具，显著提高其使用寿命。该钢种主要应用在有色金属压铸模、热挤压模和小型热锻模，用于取代H13钢和3Cr2W8V钢 　　本成果经湖北省科技厅2007鉴定，结论为国内领先水平。 　　主要技术指标： 　　（1）HG1钢在相同实验条件下具有比H13钢和3Cr2W8V钢更优异的热疲劳抗力；并且热疲劳过程中M23C6碳化物的粗化速率明显降低； 　　（2）HG1钢回火稳定性和热稳定性较H13钢好。回火温度低于600℃时HG1钢的硬度与H13钢相当。当回火温度超过600℃以后，HG1钢硬度始终高于H13钢；在650℃硬度仍保持硬度在45HRC以上。在700℃下回火24h后，硬度仍在28~30HRC。 　　成功案例： 　　（1）项目组提供材料和表面处理工艺在三环气门锻模上进行试验，气门材料分别为23－8N高温合金，气门锻模的平均寿命提高了160~180%。 　　（2）调整气门模具材料和热处理工艺，并采用等离子渗氮进行表面强化进行了批量生产后，使用新材料并调整模具淬、回工艺，结合表面处理工艺，在东鑫气门制造厂制造21－4N气门模具8副，其寿命显著提高，约为原来的2倍。 　　（3）项目组提供新材料为湖北三环汽车方向机有限公司制造了4副方向机挤压模具，其模具寿命均超过1500件，最高达2100件，寿命显著提高。