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浅谈模具材料常用的处理方法

作者:亚美体育 时间:2022-10-01 16:46
本文摘要:碳素工具钢和在碳钢基础上添加不同元素的合金钢具有优异的力学性能,因此往往不作为模具材料使用(本文称之为模具钢)。本文讨论了模具材料常用的热处理方法以及热处理过程中经常出现的问题。关键词:模具钢回火氮化碳钢热处理一百多年了。 工业上广泛使用的是重新添加不同元素的碳钢,机械生产中常用碳素工具钢生产模具。在碳素工具钢的组织中,沿晶界往往有两个网状碳化物区,两个碳化物失透区,两个魏氏组织区和自由石墨区。

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碳素工具钢和在碳钢基础上添加不同元素的合金钢具有优异的力学性能,因此往往不作为模具材料使用(本文称之为模具钢)。本文讨论了模具材料常用的热处理方法以及热处理过程中经常出现的问题。关键词:模具钢回火氮化碳钢热处理一百多年了。

工业上广泛使用的是重新添加不同元素的碳钢,机械生产中常用碳素工具钢生产模具。在碳素工具钢的组织中,沿晶界往往有两个网状碳化物区,两个碳化物失透区,两个魏氏组织区和自由石墨区。

具体表现为:(1)网状碳化物沿晶界分布,主要是由于切削时熔炼温度低导致加热速度慢,导致二次碳化物沿奥氏体晶界生长并逐渐连接成网状。尤其在高碳低铬的情况下,网络碳化物不易频繁出现。

由于冶金质量不差,焊工时间不合理,造成碳化物偏析,经常出现大量粗大的枝晶组织。碳、铁等溶质元素附着在枝晶之间的最终凝结区。

凝结后,两县大量碳化物拥挤。在锻造和轧制过程中,沿热加工方向逐渐径向延伸,但在切削过程中无法有效避免,热处理时也没有采取更有效的措施,导致圆形碳化物偏析。

经常出现魏氏组织,这是由于贵金属冶炼温度低导致加热速度慢,导致二次碳化物沿奥氏体晶界同时生长成奥氏体晶粒,并以圆形耙齿形状楔入奥氏体晶粒。游离石墨两县是由于钢中硅、铝、钼含量低,导致石墨形态的碳两县;或者热处理时冷却时间过长,促使Fe3C分解成C为石墨形态的两个郡;或者在磨削锻造过程中,变形温度低或变形量过大,导致显微裂纹消除,当附近的Fe3C被诱发分解时,C以石墨形式存在。

模具用钢锭除了送去切割或白轧外,一般都是经过热处理的,可以避免结构变形和热应力引起的裂纹。此外,对于那些不易产生白点的钢种,可以防止出现白点。此外,钢锭在凝结过程中的偏析可以通过热处理得到改善,钢锭表面的缺陷可以得到清除。

常用的不作为模具使用的钢锭热处理方法有:变形热处理、准热处理和准热处理、脱氢热处理、高温传播热处理等。扩散热处理是近年来改善钢锭微观偏析的一种相对简单的方法。扩散热处理的温度一般在Ac3(Acm)以上150~360范围内,温度过低易使莱氏体钢燃烧。合金钢的铺展温度一般在1200-1280之间,一般与钢种有关。

另外,传播一定需要很长时间。对于模具中使用的大多数钢锭,热处理的目的是为了避免结构变形和热应力,从而避免钢锭长时间放置或热处理时产生裂纹。所以只需要普通热处理。很多模铸锭焊后缓慢冷却,几乎无法避免内应力,储存时更容易再次爆裂,特别是低淬透性钢和莱氏体钢,如4Cr5MoSiV1、Cr5Mo1V、Cr12Mo1V1、Cr12等。

钢锭脱模后,不应及时热处理,否则不容易再次爆裂,特别是在严寒地区的冬季。模具钢在切割或轧制后,通常以热处理状态交付。

热处理的目的是为模具零件的加工和热处理获得更好的组织和状态。因此,除了拒绝热处理硬度外,模具钢热处理后的珠光体球化等级、碳化物网格和径向也严重拒绝。

热处理 球化热处理是模具钢最常用的热处理方法。其工艺特点是通过控制冷却温度、保温时间和加热速度等工艺参数,使碳化物球化,获得球状珠光体组织,降低硬度,提高塑性,改善力学性能。

球化热处理后的组织一般由铁素体基体和粒状碳化物组成,其性能是两种力学混合物的叠加。铁氧体本身的硬度是不一样的。合金元素的固溶强化、晶界强化和晶格强化。

然而,碳化物数量的减少和碳化物的致密化是由于钢的热处理硬度的适当提高。冶金厂一般采用等温退火或往复热处理,本质上没有区别。但等温时,一定要注意等温温度。

往复热处理时,加热速率一般不应高达30/h。调质后回火的模具钢罕见缺陷主要有硬度不合格、变形、回火脆性和网状裂纹。硬度不合格主要表现为回火后硬度越来越高或硬度分布不均匀。

较高的硬度或较高的硬度说明模具的淬火硬度不完全一致,有高硬度和低硬度,所以必须从模具原材料、淬火冷却温度、加热介质和人工操作等方面查询原因。硬度分布不均解释了炉温分布不均,需要从炉温上改善。变形是由回火过程中的新变形引起的。

有鉴于此,扁平细长模具应通过冷却回火或趁热矫直来填充。回火脆性是模具钢在一定温度范围内回火后冲击韧性明显增加的现象。

对于在200~400回火的碳钢,室温冲击韧性通常有一个波谷,而对于合金钢,在250~450之间通常有一个波谷。经常发生在该温度范围内的回火脆性,通常称为首次回火脆性或低温回火脆性。一般频繁发生后很难避免。

避免的办法就是避免在这个温度范围内回火。此外,有些合金模具钢在350~525回火或稍低温度回火后缓慢加热,室温冲击韧性不会明显提高。经常发生在该温度范围内的回火脆性,通常称为二次回火脆性或高温回火脆性。

第二次回火脆性经常出现后,可以通过在该温度下重新冷却和缓慢加热来避免。网状裂纹是高速钢和高碳钢表面脱碳引起的,回火时内层比容变化小于表层,表层形成多向拉伸变形。另外,回火时,表层冷却速度太慢,由于表层优先回火慢,导致表层多向拉伸变形。渗氮模具钢的主要目的是提高工件的疲劳强度和耐腐蚀性。

碳素工具钢在渗氮前应进行调质处理,因为不进行调质处理,模具型芯的强度和硬度较低,达不到报废要求。同时,渗层与芯层硬度差异较小,渗层缺乏适当的硬度支撑,不易造成渗层挤压。因此,渗氮前,模具应进行淬火和回火,以获得综合力学性能。

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此外,渗氮温度一般在500~600范围内,正好在高温回火温度范围内,这就拒绝了模具在渗氮前进行淬火,然后进行高温回火处理,使模具的组织和性能处于稳定状态。特别是获得了回火索氏体的显微组织,使型芯具有更高的强度和更好的韧性。此外,渗氮前的回火处理可以获得回火索氏体的显微组织,即铁素体和渗碳体。

铁素体的频繁出现不利于渗氮的发展,减缓了渗氮的步伐,并在模具表面迅速形成相, 总之,未来机械行业对模具的市场需求不会更多,所以模具钢的废品率不会更低。因此,我们必须在模具材料的类型、处理和生产技术上探索出巨大的创造力,大力开发新的模具材料,以适应环境中新的成型技术的频繁出现和发展。


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