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高合金模具鋼淬火注意事項

發布時間:2014-04-07 13:43:24
 鋼在淬火過程中的開始轉變點Ms和轉變終點Mf,轉變點有高于室溫和低于室溫。高合金模具鋼Cr12型的Mf點在-70℃以下,中合金熱作模具鋼H13的Mf點在215℃,由于高合金模具鋼大多數是高淬透性鋼種,淬火完成后的應力狀態是組織應力分布,即表面為拉應力,心部為壓應力。對于Mf在室溫以下的鋼種,如果立即清洗,就會使過冷奧氏體繼續轉變,增加組織應力,容易形成淬火開裂。 對于高于室溫的Mf點的工件,由于冷卻工作的內部溫度不容易預測,僅僅以工件的表面溫度作為依據,容易形成誤判,工件在浸入熱的清洗槽的瞬間就有可能開裂。所以對于大于5kg以上的合金模具鋼一般不要再淬火和第一次回火之間進行清洗工序。對于小件(<Φ10mm),由于工件的心部溫差小,組織應力相對也小,工件冷卻到室溫后可以進行熱水清洗。 對于淬火回火不合格的高、中合金模具鋼,在重新返修淬火之前需要增加正常的球化退火工序,來消除淬火加熱時形成組織轉變,使表面產生拉應力而開裂。在二次淬火加熱時鋼件急劇受熱,在表面層發生組織轉變,體積縮小,內部仍需處于較低的溫度狀態,體積處于膨脹應力狀態,鋼件表面層受熱組織轉變形成的拉應力作用,可能促發裂紋。 使用鹽浴爐加熱速度快,這種現象在鹽浴爐進行返工處理時,開裂情況表現得較多。而且開裂之后的原因分析比較難。使用空氣電阻爐加熱返修同樣會出現這個問題,只是開裂傾向小些,但是由于氧化脫碳和表面受拉應力的作用,熱處理之后往往會有龜裂紋分布在工件表面,裂紋深度<0.2mm。 模具毛坯的調質處理的目的是為了獲得硬度為180-320HB的細球化體或超細晶粒碳化物。目前,國內已推出不少新鋼種,并不斷提高現有鋼種的冶金質量來滿足工模具的需要。同樣在熱處理方法上作了不少改進,除最終熱處理不斷采用新設備(真空熱處理)、新工藝、新技術外,還對傳統的預先熱處理做了很大的變動,并引起業內人士的廣泛關注。如冷作、熱作模具原普遍采用的球化退火或等溫球化退火,現有些已改用調質或超細化處理、合理的調質工藝,可獲得良好的原始組織,以改善淬火工藝性能并提高淬火后的強韌性。 調質處理的主要作用 ①獲得分布均勻、顆粒細小、形狀圓整的碳化物。
 ?、诳捎行У乜朔执笾楣怏w、二次碳化物網或輕微帶狀偏析,以及大截面模塊心部的鑄態組織。
 ?、劭沙浞窒庸ず蟮臍堄鄳?,減少淬火變形。
 ?、芸勺鳛轭A硬化處理。
調質處理的典型用途 ①改進表面加工質量如碳工鋼或低合金工具鋼退火后硬度過低,加工后表面光潔度太差,可補充調質成硬度為183~229HB的細球化體組織,能顯著改善表面加工質量。對40Cr、45等中碳鋼,調質到260~300HB時,精加工后能獲得高的光潔度。
 ?、诜乐勾慊痖_裂:用于冷態輾軋、校直的成型軋輥,大多采用9Cr2或Cr2鋼制作,一般采用噴水淬火或用氫氧化鈉水溶液浸淬,由于形狀復雜,易于淬裂,在精加工前,調質為硬度197~229HB的細球化體既能保證良好的淬透性,又可以有效地降低淬裂傾向。
 ?、郾WC淬硬性:+30mmCr2鋼軋輥,鹽浴加熱淬火后的硬度與毛坯的預處理工藝有關。退火毛坯的淬火硬度為65~66. 5HRC,平均66HRC;調質(毛坯850℃淬油,660~680℃回火,229HB)的淬火硬度為66—67HRC.平均66. 8HRC,且硬度高而均勻,未發生淬裂。
 ?、苡糜陬A硬化模塊的強化處理:鋁合金壓鑄模采用滲氮表面強化時,均應采用調質工藝進行預強化處理。塑料模具、沖壓有色金屬薄板或箔料的凹模,也可采用調質預強化。調質后再進行精加工。
本文參考《熱處理工藝問答》一書。
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