热成形模具专用 GH2135 棒材 工况使用说明

针对热成形模具专用GH2135棒材，这是一款铁基沉淀硬化型高温合金（相当于美标Incoloy 800H改良型），专为700℃以下热成形工况设计。其核心优势在于高热强性、抗循环热疲劳和抗氧化性。

以下是针对模具制造的全流程工况使用说明，涵盖冶金验收、热处理、机加工、装机预热及在役维护，请严格执行。

1. 原材料验收与预备热处理（关键前置）

状态确认：棒材应以固溶状态（1100~1140℃快冷）供应，交货硬度约为 HRC 28~32。若硬度偏高（≥HRC 35），需重新固溶处理，否则后续机加工将严重粘刀。

探伤要求：模具用材必须进行超声波探伤（GB/T 4162 A级），不允许存在白点、缩孔和超过Φ2mm当量的单个缺陷。

锻造比：若棒材需改锻制成模具毛坯，总锻造比应≥3，终锻温度不低于950℃，锻后立即进行中间退火（850~880℃保温2h，炉冷）。

2. 最终热处理（决定模具寿命的核心）

固溶温度：1080℃ ± 10℃（盐浴炉或真空炉），保温时间按 1.0~1.5 min/mm 计算。油冷或高压气淬（冷却速度需≥200℃/min，以防晶界析出碳化物）。

时效温度：780℃ ± 5℃，保温 12~16小时，空冷。

硬度目标：处理后基体硬度应稳定在 HRC 38~42。若低于HRC 36，高温强度不足易塌陷；若高于HRC 44，抗热裂韧性急剧下降。

金相组织：晶粒度要求 5~7级，析出相（γ'相）均匀弥散分布，晶界碳化物呈不连续链状。

3. 机械加工专用指南

刀具材质：必须使用硬质合金（YG6X或YG813）或CBN（立方氮化硼）刀具，严禁使用高速钢。

切削参数（时效态）：

车削：线速度 15~25 m/min，进给量 0.10~0.15 mm/r，切深≥1mm（避免加工硬化表层）。

铣削：建议采用顺铣，线速度 20~30 m/min。

冷却液：禁止使用水基冷却液进行瞬间激冷。必须使用高浓度极压乳化液（浓度≥10%）或切削油，否则工件表面产生淬硬层（白层），服役时极易开裂。

4. 装机预热（必须执行，否则必裂）

热成形模具（如热冲压、热锻模具）在首次装机或更换后，必须在模具炉中缓慢预热：

预热温度：400℃ ~ 500℃（均匀烧透）。

升温速率：≤ 100℃/h。

保温时间：按模具最大截面厚度 1h/每25mm 计算，确保芯部与表面温差≤50℃。

严禁：冷模具直接接触≥600℃的热坯料，这会产生巨大热冲击，导致瞬间崩裂。

5. 服役工况红线（使用中）

工况参数

允许范围

备注

模具工作面温度

600℃ ~ 750℃

最佳使用区间。超过780℃时，硬度急剧下降，耐磨性丧失。

坯料初始温度

≤

950℃

若坯料温度过高，模具需增加强制风冷或水雾冷却。

接触时间

单次保压时间 ≤

10秒

过长则热量积累导致表层回火软化。

冷却润滑

水基石墨 + 压缩空气喷雾

每模次必须定量喷涂，喷涂时模具表面温度需降至

300℃以下

再重新合模（利用间隙强制冷却）。

冷却水孔

通水压力 0.3~0.5MPa

冷却水道出水温度须控制在

60~80℃

，防止结垢和热疲劳裂纹。

6. 在役维护与修复（延长寿命）

应力释放：每生产 500~1000件 后，需将模具卸下，放入650℃炉中保温2~4小时，炉冷至300℃以下出炉，以消除累积的热机械疲劳应力。

表面裂纹：出现≤1mm深度的热龟裂，可用角磨机彻底打磨去除裂纹层（圆滑过渡），重新预热后上线；严禁直接堆焊，焊前必须预热至600℃，使用GH2135同质焊条，焊后立即进行780℃时效处理。

失效报废标准：当工作面磨损凹陷超过 0.5mm，或出现贯穿型裂纹、大面积粘模时，应立即报废并更换。

 特别警示（区别于普通热作钢 H13）

绝不可在低于300℃时施加强力机械冲击，GH2135的低温塑性较差。

严禁用火焰枪局部加热校正或修补，局部过热会导致组织晶粒粗化，引发早期断裂。

停机超过2小时，必须缓慢降温（覆盖保温棉或断电随炉冷却），严禁风扇急冷。

建议：首次使用时，建议先做小批量试模（20~30件），测量模具型腔胀大量（GH2135在700℃下的热膨胀系数约16×10⁻⁶/℃），据此修正冷态模具精加工尺寸（通常需预留0.2%~0.3%的收缩/膨胀余量）。

如果您的坯料温度经常超过950℃，或者模具厚度超过300mm，请回复告知，我可以为您追加深孔冷却水道设计及变截面热传导补偿的专项方案。 (需进一步细化可随时追问)