我国铝合金压铸模多年来一直采用3Cr2W8V钢制造，这种钢虽然具有良好的高温强度和热硬性，但韧性和热疲劳抗性较差是一大弱点，致使使用这种钢制造的模具因过早出现热疲劳裂纹并较快扩展而影响产品质量

    4Cr5MoSiV1（简称H13）是新型热模具钢，在国际上广泛应用的一种空冷硬化热作模具钢。H13钢有较高的热强性和热硬性，有相当高的韧性和耐冷热疲劳性能，不容易产生热疲劳裂纹，即使出现热疲劳裂纹也细而短，不容易扩展，用其制作的模具使用寿命有较大提高。使用温度不超过600℃是寿命远高于3CrW8V。应选用4Cr5MoSiV钢。H13退火模坯，硬度为192~229HBS

H13钢的化学成份 C  0.32—0.45   Mn  0.20—0.50   Si  0.80—1.20   Gr  4.75—5-5

Mo  1.10—1.75   V  0.80—1,20    （%）

制备工艺

1，退火工艺

    H13钢锻后碳化物带状偏析有时也较严重，常规退火工艺（组织得到片状珠光体+少量块状碳化物）不能满足。采用高温固溶——段时间等温球化退火工艺（得到组织为球状珠光体+少量弥散分布粒状碳化物），碳化物可以到超细化水平，碳化物带状偏析可以得到均匀化，因此二次碳化物也较少出现。使碳化物不均匀分布得到明显改善，甚至消除。

2，淬火工艺

    根据热作模具的服役特点，淬火温度选在1020℃.选择淬火温度目的在于获得最紧要的性能。高温强度随淬火温度升高而增高，但强度的增高是牺牲韧性的条件下得到的，淬火温度越高，钢对晶粒长大越敏感。粗晶粒比细晶粒钢韧性差，容易产生裂纹而损坏。冷却速度低导致冲击韧性差，容易产生裂纹而损坏。冷却速度低导致冲击韧性低，要使H13钢获得尽可能的冲击韧性就应该把高的淬火温度和高的冷却速度恰当地结合起来

    铝合金压铸模的升温速度，以每小时200℃左后为最理想。也可以快速进行预热，预热的目的在于防止升温中因热应力或相变应力而产生的变形，以及800℃左右由相变引起的收缩变形，因此采用二次预热。第一次预热温度为550℃，第二次预热温度为800℃，最终加热到1020℃。

    采用空冷和一级淬火，铝合金压铸模容易产生开裂，使用寿命低。采用二级分级淬火，较为理想。现将分级淬火工艺相比较，一级盐浴分级淬火用的中性盐浴温度为500℃和200℃。

3，回火工艺

    回火稳定性是热作模具钢的主要性能之一，它反映了模具钢在高的工作温度下抵抗软化的能力，它关系到钢的高温硬度、高温强度、及热疲劳抗力等等。提高回火稳定性有助于延长模具的使用寿命。 H13钢淬火工艺如表

    为了防止开裂，模具淬火后冷却至100℃左右应立即回火（特别是形状复杂的模具淬火后应立即回火）。根据模具的工作情况，回火一般却550℃——650℃。在500℃附近获得二次硬化，回火硬度最高，为55HRC左右，钢的冲击韧性显著降低，出现回火脆性，应避免。

    H13钢淬火组织是板条马氏体+未熔碳化物及残余奥氏体。为了消除残余应力和残余奥氏体，并使马氏体韧化，必须对淬火组织进行不少于二次的高温回火。为了避免热作模具回火时重新产生残余应力，在回火处理后应经打到所需的硬度，那么第二次回火必须在低一些是在第一次回火温度一下10—30℃进行的。硬度在44—48HRC，处在这类模具合理的硬度范围

    H13钢锻造时化学成分有时偏析严重，因此淬火组织非常不均匀，模具内应力很大，服役过程易开裂。采用常规退火，这种退火获得片状珠光体+片状碳化物。等温球化退火的原始组织，在淬火加热过程中先经两端预热作了充分的淬火加热准备，并在淬火加热温度时，有细小弥散分布的合金碳化物作为核心，可以大大细化淬火组织。淬火组织综合机械性能显著提高。采用一级盐浴分级淬火，寿命短，不稳定。二级盐浴分级淬火比一级盐浴分级淬火能获得更高的冲击韧性，而且变形量更小，使用寿命成倍提高。