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浅谈模具材料常用的处理方法

作者:凤凰网电脑版 时间:2021-10-04 00:29
本文摘要:碳素工具钢和在碳钢的基础上重新加入有所不同元素的合金钢,机械性能优良,常用不作模具材料(文中称作模具钢)。本文浅谈了模具材料常用的热处理方法及热处理过程中常经常出现的问题等内容。 关键词:模具钢热处理回火氮化 碳钢有数一百多年的历史了。工业上较多地用于重新加入有所不同元素的碳钢,机械生产中常搭配碳素工具钢来生产模具。 碳素工具钢的组织中常经常出现网状碳化物沿晶界两县、碳化物偏析产于、经常出现魏氏的组织和游离态石墨两县等的组织缺失。

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碳素工具钢和在碳钢的基础上重新加入有所不同元素的合金钢,机械性能优良,常用不作模具材料(文中称作模具钢)。本文浅谈了模具材料常用的热处理方法及热处理过程中常经常出现的问题等内容。

关键词:模具钢热处理回火氮化   碳钢有数一百多年的历史了。工业上较多地用于重新加入有所不同元素的碳钢,机械生产中常搭配碳素工具钢来生产模具。

   碳素工具钢的组织中常经常出现网状碳化物沿晶界两县、碳化物偏析产于、经常出现魏氏的组织和游离态石墨两县等的组织缺失。具体表现为:①网状碳化物沿晶界两县,主要是由于切削时,惜冶温度过低而加热速度较慢,造成二次碳化物沿奥氏体晶界两县,并渐渐生长连成网状。特别是在是在高碳低铬的情况下,网状碳化物不易经常出现。

②碳化物偏析产于,是由于冶金质量不欠佳,焊工时不合理,造成大量的粗壮树枝晶的组织经常出现,在树枝晶之间最后凝结的区域,附集着碳和铁等溶质元素,凝结后两县的大量碳化物挤满着,在锻轧过程中它逐步沿热加工方向伸延成放射状,而切削时,没能有效地不予避免,热处理时没采行更加有效地的措施,导致碳化物呈圆形偏析产于。③经常出现魏氏的组织,是由于惜冶温度过低而加热速度十分较慢,造成二次碳化物沿奥氏体晶界两县的同时向奥氏体晶粒内部生长,并呈圆形耙齿状楔入奥氏体晶粒内部。

④游离态石墨两县,是由于钢中的Si、Al、Mo元素含量过低,促成C以石墨形式两县;或是热处理时冷却时间过长,促成Fe3C分解成时C以石墨形式两县;或是碾、锻时,变形温度较低或变形量过大,造成显微镜裂纹杜绝,诱导附近的Fe3C分解成时C以石墨形式两县。   大多数用于模具的钢锭除白送来切削或轧制外,一般皆展开热处理处置,一来可以避免由于的组织形变和热应力产生裂纹,再者,对于那些不易产生白点的钢种,可以防治白点的产生,另外,还可以通过热处理处置提高钢锭凝结时偏析和清理钢锭表面的缺失。常用不作模具的钢锭的热处理方法有:去形变热处理、几乎热处理和不几乎热处理、去氢热处理、高温蔓延热处理等。

蔓延热处理处置是近些年来较为简单的提高钢锭显微镜偏析的方法,蔓延热处理的温度一般来说在Ac3(Acm)以上150~360℃的范围内展开,温度过低对莱氏体钢很更容易过烧。一般合金钢的蔓延温度在1200~1280℃,一般与钢种有关系。另外,蔓延必须较长的时间。

对于大多数用于模具的钢锭,热处理的目的是避免的组织形变和热应力,以避免钢锭在较长时间的摆放或热加工时产生裂纹,因此,只必须普通热处理处置才可。很多的模具钢锭在焊后经缓冷,无法几乎避免内应力,在存放在的过程中更容易再次发生炸裂,特别是在是低淬透性的钢种和莱氏体钢,例如4Cr5MoSiV1、Cr5Mo1V、Cr12Mo1V1、Cr12等,钢锭脱模后,皆不应及时热处理,否则不易再次发生炸裂,特别是在是在严寒地区的冬季。

   经过切削或轧制后的模具钢材,一般也都以热处理状态交货,热处理的目的是为了取得较好的的组织和状态,以便模具零件的加工和热处理,所以对模具钢除对热处理硬度的拒绝外,对模具钢热处理后的珠光体球化级别、碳化物网状、放射状等皆有较严苛的拒绝。对钢材的热处理温度、加热速度和保温时间都不应细心研究。球化热处理是模具钢材最常用的热处理工艺方法,其工艺特点是通过掌控冷却温度、保温时间和加热速度等工艺参数,以使碳化物球状化,获得球状珠光体的组织,减少硬度、提升塑性和提高和力学性能。

球化热处理后的的组织一般由铁素体基体和粒状碳化物构成,其性能是两种机械混合物的迭加。铁素体本身的硬度各不相同合金元素的固溶增强、晶界增强和晶格增强。

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而碳化物数量的减少,碳化物致密产于都适当提升钢的热处理硬度。在冶金厂一般使用等温退火或倒数热处理,从本质上谈,没区别。但在等温时,一定要留意等温温度。

倒数热处理时一般加热速度不要多达30℃/h。   模具钢经调质处理的回火后少见的缺失主要有硬度不合格、畸变、回火脆性、网状裂纹。硬度不合格主要展现出在回火后硬度偏高或偏高或是硬度不均匀分布。

硬度偏高或偏高体现了模具淬火硬度不完全一致,有高有低,这必须从模具原材料、淬火冷却温度、加热介质和人工操作者查询原因。硬度不均匀分布解释炉温不均匀分布,需从炉温著手提高。畸变是由于形变在回火过程中新的产于引发的,鉴于此,对扁平、细长模具要使用冷却回火或趁热校直等方法填补。回火脆性是模具钢在某一温度区间回火后,冲击韧度明显上升的现象。

对于碳素钢在200~400℃内回火,室温冲击韧度经常出现低谷,而对于合金钢则在250 ~450℃之间经常出现低谷。在这一温度区间经常出现的回火脆性,经常称作第一回火脆性或低温回火脆性。一般经常出现后很难避免,避免的办法就是避免在这一温度区间内回火。

除此之外,某些合金模具钢在350~525℃内回火或在略为低温度下回火后较慢加热,也不会经常出现室温冲击韧度明显上升,在这一温度区间经常出现的回火脆性,经常称作第二回火脆性或高温回火脆性。第二回火脆性经常出现后,可通过在此温度新的冷却,较慢加热来避免。网状裂纹是由于高速钢、高碳钢表面脱碳,在回火时内层比容变化小于表层,在表层构成多向拉形变而产生的。

另外回火时表层冷却速度过慢,产生表层较慢优先回火而构成表层多向拉形变,也不会产生网状裂纹。   模具钢氮化的主要目的是为了提升工件的表面外用疲劳强度和提高耐腐蚀性能。用碳素工具钢不作模具氮化前需经调质处理,因为不经淬火,模具心部的强度、硬度较低,无法符合用于拒绝,同时使渗层与心部之间产生较小的硬度劣,渗层缺乏适当硬度承托,不易导致渗层挤压。

所以,氮化之前,要对模具展开调质处理,以取得综合的力学性能。另外,氮化温度一般在500~600℃范围内,刚好为高温回火温度范围,这就拒绝模具在氮化前经淬火后,再行经高温回火处置,以便的组织与性能处置稳定状态。

特别是在是获得回火索氏体的组织,使心部具备较高的强度的同时,又取得较好的韧性。再者,氮化前调质处理,可取得回火索氏体的组织,即铁素体与渗碳体两互为的组织,铁素体的组织的经常出现不利于渗氮的展开,减缓渗氮步伐,在模具表面迅速构成α互为,紧接着在α互为基础上构成γ′互为,再行接着是在γ′的基础上构成ε互为,最后在模具表面构成了由ε、γ′、α互为构成的渗层的组织,这为渗氮层获取了性能确保。氮化后模具表面构成了高硬度的氮化物,使模具表面具备很高的强度、硬度与耐磨性,需要再行经淬火处置。

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   总之,未来的机械行业对模具的市场需求将不会更加多,那么对模具钢的拒绝将不会更加低,这就必须我们对模具材料的种类、处置和生产工艺大大的探寻大大的创意,大力研发新型模具材料以适应环境新的成型技术的经常出现和发展。


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