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熱作模具鋼熱處理工藝看懂這五點(diǎn)即可入門(mén)

點(diǎn)擊次數:959  更新時(shí)間:2023-07-07

1、熱作模具鋼不耐用的原因有哪些?


答:熱作模具包括熱鍛模、壓鑄模和熱擠壓模,由于工作期間承受高溫金屬而被加熱,所以需要在高溫下,仍然保持較高的強度和耐磨性。

在通常的熱處理技術(shù)標準中,往往只是寫(xiě)明硬度要求,而沒(méi)有明確提出其他性能指標,其他性能指標只是隱含在熱作模具的前提中,這些指標在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)現,需要對工藝過(guò)程進(jìn)行控制。

在熱處理過(guò)程中由于加熱溫度和保溫時(shí)間不充分,模具鋼中的合金元素沒(méi)有充分奧氏體,淬火回火組織就會(huì )出現回火不足現象,抗高溫強度就不夠,紅硬性差,使用中模具龜裂、早期開(kāi)裂,變形等缺陷。

目前外加工協(xié)作的熱處理以硬度為標準來(lái)熱處理熱作模具的現象十分普遍。必須通過(guò)控制生產(chǎn)過(guò)程,使工件保溫充分,熱處理工藝以滿(mǎn)足紅硬性為標準,不能僅僅認為達到硬度要求就是合格模具。


熱作模具鋼熱處理工藝看懂這五點(diǎn)即可入門(mén)


2、熱模具服役期間要做那些熱處理?


答:熱作模具鋼模具在服役期間做維護處理的工藝用:

1)壓鑄模具在使用一段時(shí)間以后,在補充軟氮化;

2)壓鑄模在使用一段后要進(jìn)行低于回火溫度的去應力處理;

3)鍛模在使用一段時(shí)間進(jìn)行去應力處理。


3、合金模具鋼加熱速度需要控制嗎?


答:在熱處理淬火加熱過(guò)程升溫速度是一個(gè)十分重要的參數,通常應該采用緩慢的加熱方式,升溫速度小于120℃/h,比較理想,可以減少工件在加熱過(guò)程中變形,對淬火開(kāi)裂也起到一定的預防作用。

在現實(shí)生產(chǎn)中采用分段升溫的方法來(lái)達到控制升溫速度,實(shí)現緩慢加熱的效果。分段原則是在加熱相變Ac1之前預熱段和相變Ac1之后的預熱段。在<550℃低溫階段是鋼的彈性階段,大于這個(gè)溫度以后是塑性階段,在加熱相變Ac1之前預熱段是保證工件在A(yíng)c1相變是均勻一致,減少相變引起體積變化,碳鋼的預熱通常在450~550℃,高合金鋼可以再550~650℃、820~850℃兩個(gè)階段預熱。預熱系數根據加熱爐型和裝爐量確定,無(wú)論何種狀態(tài),預熱時(shí)間必須比最終奧氏體化時(shí)間長(cháng)。

對于鹽浴爐加熱的工件必須預熱,對于箱式電阻爐加熱的工件控制升溫速度,高于150℃/h升溫速度是不合理的。


4、模具鋼采用調質(zhì)預處理的主要作用是什么?


答:模具毛坯的調質(zhì)處理的目的是,為了獲得硬度為18O~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(zhì)量來(lái)滿(mǎn)足工模具的需要。同樣在熱處理方法上作了不少改進(jìn),除最終熱處理不斷采用新設備(真空熱處理)、新工藝、新技術(shù)外,還對傳統的預先熱處理作了很大的變動(dòng),并引起業(yè)內人士的廣泛關(guān)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(zhì)或超細化處理。合理的調質(zhì)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。


1)調質(zhì)處理的主要作用

⑴獲得分布均勻、顆粒細小、形狀圓整的碳化物。

⑵可有效地克服粗大珠光體、二次碳化物網(wǎng)或輕微帶狀偏析,以及大截面模塊心部的鑄態(tài)組織。

⑶可充分消除加工后的殘余應力,減少淬火變形。

⑷可作為預硬化處理。


2)調質(zhì)處理的典型用途

⑴改進(jìn)表面加工質(zhì)量

如碳工鋼或低合金工具鋼退火后硬度過(guò)低,加工后表面光潔度太差,可補充調質(zhì)成硬度為183~229HB的細球化體組織,能顯著(zhù)改善表面加工質(zhì)量。對40Cr、45等中碳鋼,調質(zhì)到260~300HB時(shí),精加工后能獲得高的光潔度。


⑵防止淬火開(kāi)裂

用于冷態(tài)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,例如在精加工前,調質(zhì)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內。


⑶保證淬硬性

φ30mmCr2鋼軋輥,鹽浴加熱淬火后的硬度與毛坯的預處理工藝有關(guān)。退火毛坯的淬火硬度為65~66.5HRC,平均66HRC;調質(zhì)(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(fā)生淬裂。


⑷用于預硬化模塊的強化處理

鋁合金壓鑄模采用滲氮表面強化時(shí),均應采用調質(zhì)工藝進(jìn)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(zhì)預強化。調質(zhì)后再進(jìn)行精加工。


5、常用模具鋼調質(zhì)預處理工藝規范是什么?

答:常用模具鋼調質(zhì)預處理典型工藝規范如下表:


鋼  號

箱式爐淬火加熱

淬火

介質(zhì)

回火溫度(℃)

回火時(shí)間(h

硬度(HB

加熱溫度(℃)

加熱系(min/mm

T0A—T12A

780~880

0.8~1.0

鹽水

→油

640~680

1~2

183~207

Cr2

840~860

 

1.0~1.2

660~680

2~3

197~217

9SiC r

880~900

680~700

2~3

197~229

CrWMn

840~860

660~680

2~3

207~229

MnCrW V

840~860

660~680

2~

207~229

4Cr5MoSiVl

H13

1020±10℃

電阻爐時(shí)取值

 

0.5~0.6

鹽浴爐時(shí)取值

 

0.3~0.4

660~700

3~4

269~298

1160

720

雙重熱處理

1100

770

3~4

207~235

Cr12

870~900

720~750

3~4

257~269

Cr12MoV

1020~1050

720~750

3~4

257~269

3Cr2W 8V

1050~1080


650~680

2~3

257~269

① 采用電阻爐加熱時(shí),工件應該涂保護涂料或通入保護氣(氮氣+甲醇);

② 加熱時(shí)間中有預熱的工藝,采用下限值,沒(méi)有預熱的采用上限值;

③ 鹽浴爐加熱時(shí)加熱溫度比箱式爐電阻爐低10~20℃

④ 鹽浴爐加熱時(shí)的加熱系數取箱式爐電阻爐加熱系數的1/2。


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