ORVAR SUPREMEUDDEHOLM TOOLING
高壽命熱作模具鋼
ORVAR SUPREME具有優異的各向同性，優良的耐熱沖擊和抗熱疲勞性能，良好的高溫強度和熱處理尺寸穩定性，ORVAR SUPREME制作的模具可以減緩熱龜裂的發生，提高模具壽命。
ORVAR SUPREME的特性
ORVAR SUPREME是一種鉻、鉬、釩合金工具鋼，其特性如下：
優良的耐熱沖擊和抗熱疲勞性能；良好的高溫強度；各個方向上優異的韌性和延展性；良好的機加工性及拋光性；優良的淬透性；良好的熱處理尺寸穩定性。
ORVAR SUPREME在經過特殊煉鋼技術和嚴密質量控制後，鋼材擁有高純度和非常好的顯微組織。與傳統工藝冶煉的H13類相比，ORVAR SUPREME展現出更優異的各向同性。這對於模具的抵抗高的機械及熱疲勞應力性能更具價值，如壓鑄模具、鍛造模具及擠型模具等。在實際應用中ORVAR SUPREME制作的模具可選用高於普通H13類材料1~2HRC的硬度而不會犧牲韌性。高硬度可以減緩熱龜裂的發生，提高模具壽命。
ORVAR SUPREME符合北美壓鑄協會（NADCA）#207-2003壓鑄模具用高級H13 鋼標準。
ORVAR SUPREME的化學成分
| 化學成分% | C | Si | Mn | Cr | Mo | V |
| 0.39 | 1.00 | 0.40 | 5.20 | 1.40 | 0.90 |
| 標準對照 | AISI H13, WNr. 1.2344,SKD 61 |
| 出廠狀態 | 軟性退火，硬度約180HB |
ORVAR SUPREME的應用
壓鑄模具
| 部件 | 錫鉛鋅合金HRC | 鋁鎂合金HRC |
| 壓鑄模具 | 46~50 | 42~48 |
| 鑲塊，型心 | 46~52 | 44~48 |
| 澆口 | 48~52 | 46~48 |
| 噴嘴 | 35~42 | 42~48 |
| 頂針（氮化） | 46~50 | 46~50 |
| 柱塞，套筒（通常進行氮化） | 42~46 | 42~48 |
| 奧氏體化溫度 | 1020~1030℃ |
擠壓模具
| 部件 | 鎂合金HRC | 銅合金HRC | 不銹鋼HRC |
| 模仁 | 44~50 | 43~47 | 44~50 |
模托，襯墊，襯套，頂
桿，承塊 | 41~50 | 40~48 | 40~48 |
| 奧氏體化溫度 | 1020~1030℃ | 1040~1050℃ |
熱鍛模具
| 被加工材料 | 奧氏體化溫度 | 使用硬度HRC |
| 鋁鎂合金 | 1020~1030℃ | 44~52 |
| 銅合金 | 1040~1050℃ | 44~52 |
| 鋼鐵 | 1040~1050℃ | 40~50 |
塑膠模具
| 部件 | 奧氏體化及回火溫度 | HRC |
| 註塑模，壓縮/傳遞模 | 奧氏體化溫度1020-1030℃
回火溫度250℃ | 50~52 |
其它應用
| 應用 | 奧氏體化及回火溫度 | HRC |
| 冷沖切，剪切 | 奧氏體化 1020~1030℃
回火250℃ |
50~52 |
| 熱剪切 | 奧氏體化1020~1030℃
回火250℃
回火575~600℃ |
50~52
45~50 |
| 模具套環（如：用於緊固金屬模） | 奧氏體化1020~1030℃
回火575-600℃ | 45~50 |
| 耐磨部件 | 奧氏體化1020～1030℃
回火575℃氮化 | 芯部50~52
表面~1000HV1 |
ORVAR SUPREME的性能
所有試樣均從407×127mm 厚板中心取樣，除非另有說明，所有試樣在1025 ℃ 淬火保溫30 分鐘，空冷後在610 ℃ 回火2 次每次2 小時，硬度達到HRC45 ±1。
物理性能
調質至44~46 HRC.
| 溫度(℃) | 20 | 400 | 600 |
| 密度(Kg/m3) | 7800 | 7700 | 7600 |
| 彈性系數(N/mm2) | 210000 | 180000 | 140000 |
| 熱膨脹系數(20℃起/℃) | --- | 12.6×10-6 | 13.2×10-6 |
| 熱傳導系數(W/m℃) | 25 | 29 | 30 |
機械性能
室溫抗拉強度
| 硬度 | 52HRC | 45HRC |
| 抗拉強度,Rm | 1820MPa | 1420MPa |
| 屈服強度,Rp0.2 | 1520MPa | 1280MPa |
高溫強度
高溫保溫時間對硬度的影響
溫度對沖擊能量的影響
ORVAR SUPREME的熱處理
軟性退火
將鋼材於保護氣氛中加熱至850℃，均熱後，於爐中以每小時10℃的速度， 冷卻至650℃後空冷。
去應力回火
模具經粗加工後，加熱到650℃，保溫2小時，緩慢冷卻至500℃，然後空冷。
淬火
預熱溫度：600-850℃通常分為兩階段預熱
奧氏體化溫度：1020-1050℃，通常1020-1030℃
| 溫度/°C | 保溫時間/分鐘 | 回火前硬度/HRC |
| 1025 | 30 | 53±2 |
| 1050 | 15 | 54±2 |
保溫時間＝鋼材在淬火溫度下完全熱透所需要的時間。鋼材在淬火過程中必須加以保護避免氧化及脫碳。
淬火介質
高速氣體/循環氣氛。
真空（足夠正壓力的高速氣體），可采用分
級淬火來控制變形或淬火裂紋。
在450-550℃的鹽浴爐或流動粒子爐中分
級淬火，然後空冷。
在約180-220℃的鹽浴爐或流動粒子爐中
分級淬火，然後空冷。
溫油。
註意1：當鋼材溫度冷至50-70℃時，應立即回火。
註意2：為瞭要使模具獲得最佳的性能，淬冷速度應越快
越好，但是不能因此造成過度嚴重的變形或開裂。
ORVAR SUPREME的硬度、晶粒度及殘餘奧氏體和奧氏體化溫度間的關系
回火
參照ORVAR SUPREME的回火曲線圖，根據所需硬度選擇適當的回火溫度。 回火至少兩次， 每次回火後必須冷卻至室溫。最低的回火溫度為250℃，每次回火需保溫至少兩小時，應避免在425-550℃之間回火(如下圖所示)， 以避免回火脆性。
ORVAR SUPREME的不同回火溫度下的近似沖擊能量
不推薦在 425–550°C間回火以免導致韌性降低。
ORVAR SUPREME的CCT 曲線圖
奧氏體化溫度1025°C. 保溫 30 分鐘
ORVAR SUPREME在淬火過程中的尺寸變化
樣品尺寸: 100 x 100 x 25 mm.
| | 寬度% | 長度% | 厚度% |
從1020°C油淬 Min.
Max. | 0.08
-0.15 | -0.06
-0.16 | ±0
+0.03 |
自1020°C氣淬Min.
Max. | -0.02
+0.03 | -0.05
+0.02 | ±0
+0.05 |
自1020°C真空淬火Min.
Max. | +0.01
+0.02 | -0.02
-0.04 | +0.08
+0.12 |
回火過程尺寸變化
註意: 淬火+回火過程中尺寸的變化是上述兩者的疊加。
ORVAR SUPREME的機加工參數推薦
以下切削參數僅供加工參考，應根據實際情況進行調整。
材料狀態：軟性退火~180HB
ORVAR SUPREME的表面處理
氮化及軟氮化
氮化及軟氮化處理產生的高硬度表層有很好的耐磨性和抗侵蝕性。但是，由於其韌性相對較差，在機械應力和熱應力的沖擊易產生裂痕或剝離，而且這種風險隨著氮化層厚度的增加而增加。在氮化前，鋼材必須進行硬化，且回火溫度必須高於氮化溫度25-50℃。
在510℃氨氣中氮化、或在480℃的75%氫氣和25%氮氣的混合氣氛中離子氮化，都能得到約1100HV0.2的表層硬度。一般推薦離子氮化，因為其氮勢容易控制， 特別是離子氮化能避免產生“氮化白層”，從而滿足熱作模應用要要求。當然，如果氣體氮化控制得當，同樣能獲得滿意的效果。
ORVAR SUPREME既能在氣體中也能在鹽浴中進行軟氮化，表面硬度能達到900~1000H V0.2
氮化層深度
| 工藝 | 時間h | 深度*mm |
| 氣體氮化510°C | 10~30 | 0.12~0.20 |
| 離子氮化480°C | 10~30 | 0.12~0.18 |
軟氮化
580°C氣體軟氮化
580°C鹽浴軟氮化 | 2.5~30 |
0.11
0.06 |
* 氮化層深度=氮化層硬度高於基體硬度50HV0.2處距表面的距離
建議熱作鋼氮化總深度不超過0.3mm。ORVAR SUPREME也可以在軟性退火狀態進行氮化，但表面硬度和氮化深度將降低。
硬鉻鍍層
鍍鉻後,模具必須在180℃溫度下回火4小時,以避免產生氫脆。
ORVAR SUPREME的電火花加工
如果鋼材在淬火及回火後的狀態下進行放電處理，應對電火花加工表面應進行研磨或拋光以去除電加工白層，然後以低於回火溫度25℃的溫度再回火一次。
ORVAR SUPREME的焊補
進行適當的預熱、對焊補處進行正確的預處理、焊補時應選擇適當的焊條並采用合適的焊補工藝，工具鋼能得到滿意的焊補結果。以下總結瞭補焊最重要的參數。
| 焊補方法 | TIG | MMA |
| 預熱溫度1 | 325 - 375ºC | 325 - 375ºC |
| 填料 | QRO 90 TIG-WELD
DIEVAR TIG-WELD |
QRO 90WELD
|
| 最高層間溫度2 | 475°C | 475°C |
| 冷卻速度 | 最初2~3小時內冷速為20 -40ºC/h，然後空冷。 |
| 焊後硬度 | 50~55HRC | 50~55HRC |
| 焊後熱處理 |
| 淬硬態 | 低於原回火溫度25℃回火 |
| 退火態 | 在保護氣氛中850℃軟化退火。以10℃/小時爐冷至650℃，然後空冷。 |
註：1 為避免焊接裂紋，必須保證整個模具在預熱過程中熱透且整個焊補過程必須保持該預熱溫度；
2 對模具進行多層多道焊時,當焊接後道焊縫時,前道焊縫的最低溫度,稱為層間溫度。若超出該溫度，模具就會出現變形或在焊接區域出現軟區的風險。
ORVAR SUPREME的拋光性
ORVAR SUPREME在調質處理後表現出優良的拋光性能,在研磨後可使用氧化鋁或鑽石膏進行拋光。
ORVAR SUPREME的典型拋光工序
1使用砂輪或油石粗磨至180-320#.
2用砂紙或拋光粉精磨至400-800#.
3使用軟木或纖維作為拋光工具,配合15μm的鑽石膏繼續拋光
4使用軟木或纖維作為拋光工具,配合8,6,3μm的鑽石膏繼續拋光
5當模具表面質量要求非常高時,使用纖維拋光墊配合1μm鑽石膏進行最終拋光。
ORVAR SUPREME的光蝕刻花
ORVAR SUPREME的組織特別適合光蝕刻花。其組織均勻、細小及含硫量低，確保其經過光蝕刻花處理後的優異效果
