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高合金模具钢淬火注意事项

发布时间:2014-04-07 13:43:24
 钢在淬火过程中的开始转变点Ms和转变终点Mf,转变点有高于室温和低于室温。高合金模具钢Cr12型的Mf点在-70℃以下,中合金热作模具钢H13的Mf点在215℃,由于高合金模具钢大多数是高淬透性钢种,淬火完成后的应力状态是组织应力分布,即表面为拉应力,心部为压应力。对于Mf在室温以下的钢种,如果立即清洗,就会使过冷奥氏体继续转变,增加组织应力,容易形成淬火开裂。 对于高于室温的Mf点的工件,由于冷却工作的内部温度不容易预测,仅仅以工件的表面温度作为依据,容易形成误判,工件在浸入热的清洗槽的瞬间就有可能开裂。所以对于大于5kg以上的合金模具钢一般不要再淬火和第一次回火之间进行清洗工序。对于小件(<Φ10mm),由于工件的心部温差小,组织应力相对也小,工件冷却到室温后可以进行热水清洗。 对于淬火回火不合格的高、中合金模具钢,在重新返修淬火之前需要增加正常的球化退火工序,来消除淬火加热时形成组织转变,使表面产生拉应力而开裂。在二次淬火加热时钢件急剧受热,在表面层发生组织转变,体积缩小,内部仍需处于较低的温度状态,体积处于膨胀应力状态,钢件表面层受热组织转变形成的拉应力作用,可能促发裂纹。 使用盐浴炉加热速度快,这种现象在盐浴炉进行返工处理时,开裂情况表现得较多。而且开裂之后的原因分析比较难。使用空气电阻炉加热返修同样会出现这个问题,只是开裂倾向小些,但是由于氧化脱碳和表面受拉应力的作用,热处理之后往往会有龟裂纹分布在工件表面,裂纹深度<0.2mm。 模具毛坯的调质处理的目的是为了获得硬度为180-320HB的细球化体或超细晶粒碳化物。目前,国内已推出不少新钢种,并不断提高现有钢种的冶金质量来满足工模具的需要。同样在热处理方法上作了不少改进,除最终热处理不断采用新设备(真空热处理)、新工艺、新技术外,还对传统的预先热处理做了很大的变动,并引起业内人士的广泛关注。如冷作、热作模具原普遍采用的球化退火或等温球化退火,现有些已改用调质或超细化处理、合理的调质工艺,可获得良好的原始组织,以改善淬火工艺性能并提高淬火后的强韧性。 调质处理的主要作用 ①获得分布均匀、颗粒细小、形状圆整的碳化物。
  ②可有效地克服粗大珠光体、二次碳化物网或轻微带状偏析,以及大截面模块心部的铸态组织。
  ③可充分消除加工后的残余应力,减少淬火变形。
  ④可作为预硬化处理。
调质处理的典型用途 ①改进表面加工质量如碳工钢或低合金工具钢退火后硬度过低,加工后表面光洁度太差,可补充调质成硬度为183~229HB的细球化体组织,能显著改善表面加工质量。对40Cr、45等中碳钢,调质到260~300HB时,精加工后能获得高的光洁度。
  ②防止淬火开裂:用于冷态辗轧、校直的成型轧辊,大多采用9Cr2或Cr2钢制作,一般采用喷水淬火或用氢氧化钠水溶液浸淬,由于形状复杂,易于淬裂,在精加工前,调质为硬度197~229HB的细球化体既能保证良好的淬透性,又可以有效地降低淬裂倾向。
  ③保证淬硬性:+30mmCr2钢轧辊,盐浴加热淬火后的硬度与毛坯的预处理工艺有关。退火毛坯的淬火硬度为65~66. 5HRC,平均66HRC;调质(毛坯850℃淬油,660~680℃回火,229HB)的淬火硬度为66—67HRC.平均66. 8HRC,且硬度高而均匀,未发生淬裂。
  ④用于预硬化模块的强化处理:铝合金压铸模采用渗氮表面强化时,均应采用调质工艺进行预强化处理。塑料模具、冲压有色金属薄板或箔料的凹模,也可采用调质预强化。调质后再进行精加工。
本文参考《热处理工艺问答》一书。 相关链接 恒鑫化工恭祝大家2019新年大吉

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