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        熱作模具鋼鍛件熱處理質量控制

        發布時間:2019/04/18 點擊數:524

               熱作模具是我國模具工業用最大,需求面廣,性能要求特別苛刻的一類模具。因為它工作時常接觸熾熱的金屬或液態金屬,除承受高的單位壓力和沖擊載荷外,還承受急劇的周期性溫度變化。因此,要求模具鋼具有高抗熱塑性變形能力、高韌性、高抗熱疲勞、良好的抗熱燒蝕性。熱作模具鋼碳的質量分數一般為0.3%-0.6%,還加人Cr、Mo、W、Si、Mn、V等合金元素,以提高鋼的各種性能。根據工作條件,熱作模具鋼可分為三大類:熱錘鍛模具鋼,熱擠壓、熱鐓鍛及精鍛模具鋼,壓鑄模用鋼。
               熱作模具鋼通常以退火狀態供給,但由于需經鍛造加工,為消除加工應力、 細化晶粒、降低硬度以及
        便于切削加工,因而鍛后尚需進行退火處理。
               1.熱錘鍛模退火工藝
               用于熱錘鍛模的鋼主要有5CrMnMo、5CrNiMo、5Cr2NiMoV、5CrNiW鋼等。這類鋼鍛后通常進行完全退火
        或等溫退火。
               2.熱擠壓模具及壓鑄模具的退火工藝
               熱擠壓模具在鍛后需經良好的球化退火,以改善鍛件組織,消除內應力,降低硬度,為最終熱處理作好組
        織準備。
               對于3Cr2W8V、5Cr4W5Mo2V等鋼還可采用快速球化退火工藝。該工藝由一次加熱油淬(溫度可為淬火溫
        度)和二次加熱(850-870℃)后隨爐冷卻兩個工序組成。工藝特點是在兩次加熱時不需保溫和等溫時間,只需均溫即可,爐冷的冷卻速度可在較大的范圍內變化,而對組織和退火的硬度影響不大??焖偾蚧嘶?/span>后,組織均勻,可避免鏈狀碳化物的出現。此外,為獲得均勻的圓、細碳化物分布,熱擠壓模具也可采用

        調質作為預備熱處理。

         

        軸鍛件

         

         


                 對于中碳高合金、大截面的熱擠壓模具鋼,由于易出現沿晶界鏈狀碳化物,所以在球化退火前,必須用正火給予消除。為確保熱擠壓模具鋼具有良好的耐磨性、韌性和小的熱處理畸變傾向,退火后要十分注意碳化物的形狀、 大小及分布狀態。
               目前常用的壓力鑄造金屬大致可分為鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金和黑色金屬等五大類。壓鑄模
        具鋼的選擇首先要根據澆注金屬的溫度和澆注金屬的種類來決定。
               壓鑄鋅合金用一般結構鋼制的模具壽命已可達20-40萬次,用優質模具鋼制的模具壽命可高達100萬次
        以上。壓鑄鋁合金、鎂合金的模具目前常選用3Cr2W8V, H13和4Cr5MoSiVl鋼。銅合金和黑色金屬的熔點比

        較高,壓鑄溫度在950℃以上,模具表面的接觸溫度也在650℃以上。因此,鍛件的工作條件相對比較苛刻

        ,一般的鋼制模具難以滿足生產的要求,需要采用難熔金屬為基的合金,如鉬基合金、鎢基合金等。
               壓鑄模用鋼與熱擠壓模用鋼基本相同,其退火工藝可參照熱擠壓模的退火工藝。
               3.退火質量控制
               熱作模具鋼退火時宜緩慢加熱,退火的質量主要取決于加熱和冷卻。熱作模具鋼中因含有較多組元的
        合金元素,因而退火溫度較高,這樣有利于鍛造后的不平衡組織能充分地轉變成奧氏體。但加熱溫度也不能過高,若加熱溫度過高,溶于奧氏體中的合金含量增加,退火后硬度較高,不利于切削加工。另外,過高的加熱溫度也會使奧氏體晶粒粗化,從而增加淬火開裂傾向。
               加熱保溫后,應采用緩慢的冷卻。冷卻時,均勻的奧氏體除先析出先共析相外,其余將轉變成珠光體
        。轉變溫度與冷卻速度有關,冷卻過快,奧氏體的轉變溫度則降低,轉變的珠光體片間距細小,先共析相的數量減少,硬度有所提高。 特別是對于多元合金及合金含量高的鋼,由于奧氏體的穩定性增加,在冷卻過快時,奧氏體易分解成貝氏體、屈氏體甚至馬氏體之類的組織,使鋼發生硬化,這不僅造成切削加工困難,而且還會由于冷卻中的組織應力促使模具開裂。因此,退火時應嚴格控制加熱和冷卻。


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