Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢是上海材料研究所针对压铸模特点,结合我国矿产资源而设计出来的新型热压铸模具钢。在压铸铝合金零件时,铝液温度650~700℃,并以45~180m/s的速度被压入模腔,比压为2000~12000M/cm2,保压时间为5~10s。每次压射隔时间为20~75s。压铸模在工作时模腔表面要受高温高速溶液的反复冲刷,其失效形式主要是铝液熔蚀和热疲劳裂纹。
Y10钢的化学成分和H13钢相似,但钼含量稍高,有很好的淬透性,钢中Mo和V分别以M6C和MC型碳化物存在,对细化晶粒、提高热强性和回火稳定性有较大作用。钢中加入Si、Mn的目的是提高基体强度。Y10钢模可在低于600℃的温度下长期工作。
我国目前所用的铝合金压铸模材料一般是3Cr2W8V钢,失效的主要形式是热疲劳和粘蚀,选用Y10钢制造的压铸模使用寿命明显高于3Cr2W8V钢。
(1)预备热处理 球化退火工艺:加热温度840~860℃,保温2~4h;等温温度680℃,保温4~6h,炉冷到550℃以下出炉空冷。退火后硬度为170~187HBW,退火后组织为点状珠光体+少量分散分布的亚稳定共晶碳化物。
(2)淬火及回火 淬火温度950~1050℃,油冷,硬度50~56HRC。回火温度550~620℃,硬度42~51HRC。采取下限温度(550℃)回火,硬度50~51HRC。
采取1050℃油淬,650℃回火2次,每次2h,硬度为39HRC,组织为回火马氏体+回火托氏体+未溶碳化物。