【正文】 火溫度，一般為500570℃，滲氮后模具零件變形較小。（二）滲氮滲氮（也稱為氮化）是將模具零件置入含有活性氮原子的氣氛中，加熱到一定溫度，保溫一定時間，使氮原子滲入工件表面形成氮化物的熱處理工藝。因此，可采用碳含量較低、冷塑性變形性能好的塑料模具鋼，如20Cr、12CrNi3A鋼以及美國的PPPP5鋼等。經(jīng)CD滲碳的模具心部沒有像Cr12型模具鋼和高速鋼中出現(xiàn)粗大共晶碳化物和嚴(yán)重的碳化物偏析，因而其心部韌性比Cr12MoV鋼提高35倍。 將被處理的模具工件在真空中加熱到奧氏體化，并在滲碳?xì)夥罩袧B碳，然后擴(kuò)散、淬火。 對本質(zhì)粗晶粒鋼或使用性能要求很高的零件，要采用兩次淬火或一次正火加一次淬火，以保證模具零件心部和滲層都達(dá)到高的性能要求。（2） 一次淬火。隨爐降溫或出爐預(yù)冷的目的是為了減少淬火內(nèi)應(yīng)力，從而減少零件的變形。通過熱處理使零件的高碳表層獲得細(xì)小的馬氏體、適量的殘留奧氏體和彌散分布的粒狀碳化物；零件的心部由低碳馬氏體、托氏體、索氏體等組織組成。對于不同鋼中或?qū)由钫卟灰送瑺t滲碳。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，用煤油滲碳時，爐內(nèi)氣氛成分應(yīng)控制在以下范圍內(nèi)：CnH2n＋2(%%),CnH2n≤%,CO(20%35%),H2(50%65%),CO2≤%,N2余量。零件裝在料筐或掛具上，彼此間應(yīng)留出510mm的間隙，以保證滲碳介質(zhì)能與零件充分接觸和循環(huán)流通。對于可直接淬火的零件應(yīng)隨爐冷卻適宜的淬火溫度（一般在840860℃），并保溫在1530min是零件內(nèi)外溫度均勻后出爐淬火；對于需重新加熱的零件，可自滲碳溫度出爐入緩冷罐。滲碳進(jìn)入擴(kuò)散階段是以減少滲碳劑量或濃度為標(biāo)志。排氣階段結(jié)束后，及進(jìn)入強烈滲碳階段。通常采用加大滲劑流量以使?fàn)t內(nèi)氧化性氣氛迅速減少。滲碳過程中排氣、強烈滲碳、擴(kuò)散劑降溫四個部分組成，如下圖516所示.。工件經(jīng)滲碳后必須進(jìn)行淬火才能獲得高硬度、高耐磨性。滲碳溫度一般為900950℃。硬化后的表面獲得有利的殘余壓應(yīng)力，從而進(jìn)一步提高滲碳工件的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度。圖513 電解液表面加熱淬火原理 冷沖壓模具的化學(xué)熱處理工藝模具表面化學(xué)熱處理的強化是指將模具零件治愈鐵定置于特定的活性介質(zhì)中加熱和保溫，是一種或幾種元素滲入模具零件表面，以改變表層的化學(xué)成分，組織，是表層具有與心都不同的力學(xué)性能或特殊的物理，化學(xué)性能的熱處理工藝。電流密度過大時，加熱速度快，淬硬層薄。此方法使用的設(shè)備簡單，淬火變形小，適用于形狀簡單、小工件的批量生產(chǎn)。工件置于電解液中（局部或全部）作為陰極，金屬電解槽作為陽極。淬火后建議在180200℃進(jìn)行回火?；鹧娲慊鹑绻鞘止げ僮?，則是一種技巧性很強的操作，必須配備合適的工具。圖513 淬火鋼中馬氏體的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、殘余奧氏體量、內(nèi)應(yīng)力及碳化物粒子大小與回火溫度的關(guān)系 冷沖壓模具的表面熱處理工藝火焰表面加熱淬火是通過噴嘴將火焰（通常用氧乙炔）噴射到工件表面，將工件迅速加熱到淬火溫度，然后在規(guī)定的冷卻介質(zhì)中冷卻到室溫的熱處理工藝。但回火溫度太高，則塑性會有所下降（圖511，圖512）。鋼調(diào)質(zhì)處理后的機械性能和正火相比，不僅強度高，而且塑性和韌性也比較好（表53）。主要用于處理各類彈簧。主要用于處理各種高碳鋼工具、模具、滾動軸承以及滲碳和表面淬火的零件。下貝氏體量少可忽略。 根據(jù)回火溫度的高低，一般將回火分為三種： （1）低溫回火 回火溫度為150℃250 ℃。圖59 淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機械性能的比較 鋼件淬火后，為了消除內(nèi)應(yīng)力并獲得所需求的組織和性能，將其加熱到Ac、以下某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝叫做回火。圖中40CrNiMo鋼棒整個截面都是回火索氏體，機械性能均勻，強度高，韌性好。淬透性是鋼材選用的重要依據(jù)之一。 b 合金元素 除鈷以外，其余合金元素溶于奧氏體后，降低臨界冷卻速度，使C曲線右移，提高鋼的淬透性，因此合金鋼往往比碳鋼的淬透性要好。 a 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 對于碳鋼，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響鋼的臨界冷卻速度。 鋼淬火后硬度會大幅度提高，能夠達(dá)到的最高硬度叫鋼的淬硬性，它主要決定與馬氏體的碳含量。半馬氏體組織和馬氏體一樣，硬度主要與碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，而與合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系不大，如圖57所示。 在實際生產(chǎn)中，往往要測定淬火工件的淬透層深度，所謂淬透層深度即使從試樣表面至半馬氏體區(qū)（馬氏體和非馬氏體組織各占一半）的距離。同一牌號的鋼，由于化學(xué)成分和晶粒度的差異，淬透性曲線實際上為有一定波動范圍的淬透性帶。水柱自由高度65mm+5mm，水溫20 ℃30 ℃。心部硬度僅為20HRC，表示45鋼試棒心部未淬火。如直徑為30mm的45鋼和40CrNiMo試棒，加熱到奧氏體區(qū)（840 ℃），然后都用水進(jìn)行淬火。 等溫淬火大大降低鋼件的內(nèi)應(yīng)力，減少變形，適用于處理復(fù)雜和精度要求高的小件，如彈簧、螺栓、小齒輪、軸及絲錐等，也可用于高合金鋼較大截面零件的淬火。 {4}淬火方法常用的淬火方法有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火和等溫淬火等（圖53）。它的優(yōu)點是在300 ℃200 ℃范圍冷卻能力低，有利于減少工件變形；缺點是650 ℃550 ℃范圍冷卻能力也低，不利于鋼的淬硬，所以由一般用作為合金鋼的淬火介質(zhì)。因此易造成零件的變形和開裂，這是它的最大缺點，提高水溫能降低650 C550 C范圍的冷卻能力，但對300 ℃200 ℃的冷卻能力幾乎沒有影響。若淬火溫度太高，會形成粗大的馬氏體，使機械性能惡化；同時也增大淬火應(yīng)力，使變形和開裂傾向增大。淬火是鋼的最重要的強化方法。對于過共析鋼可減少二次滲碳體量，并使其不形成連續(xù)網(wǎng)狀，為球化退火做組織準(zhǔn)備。正火后的組織：亞共析鋼為F+S，過共析鋼為S+Fe3CⅡ。擴(kuò)散退火后鋼的晶粒很粗大，因此一般再進(jìn)行完全退火或正火處理。保溫后隨爐冷卻，在通過Ar1溫度范圍時，應(yīng)足夠緩慢，以使奧氏體進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變時，以未溶滲碳體粒子為核心形成粒狀滲碳體。球化退火主要用于過共析鋼如工具鋼、滾珠軸承鋼，目的是使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化（退火前正火將網(wǎng)狀滲碳體破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并為以后的淬火作組織準(zhǔn)備。m2HB鍛造后完全退火650750600700300400300350515152020404050200400400600≤229≤207完全退火主要用于亞共析鋼，過共析鋼不宜采用，因為加熱到Accm以上慢冷時，二次滲碳體會以網(wǎng)狀形式沿奧氏體晶界析出，使鋼的韌性大大下降，并可能在以后的熱處理中引起裂紋。亞共析鋼經(jīng)完全退火后得到的組織是F＋P。 冷沖壓模具的常規(guī)熱處理工藝1退火將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝叫做退火。（1）完全退火完全退火又稱重結(jié)晶退火，是把鋼加熱至Ac3以上2030℃，保溫一定時間后緩慢冷卻（隨爐冷卻或埋入石灰和砂中冷卻），以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。45鋼經(jīng)鍛造及完全退火后的性能見表51表51 45鋼鍛造后與完全退火后的機械性能比較狀態(tài)σb/MPaσs/MPaБ5/%Ψ/%ak/KJ （3）球化退火 球化退火為使鋼中碳化物球狀化的熱處理工藝。球化退火需要較長的保溫時間來保證二次滲碳體的自發(fā)球化。加熱溫度提高時，擴(kuò)散時間可以縮短。鋼材或鋼件加熱到Ac3（亞共析鋼）、Ac1（共析鋼）和Accm（過共析鋼）以上30 ℃50 ℃，保溫適當(dāng)時間后，在自由流動的空氣中均勻冷卻的熱處理稱為正火。（2） 作為預(yù)先熱處理 截面較大的合金結(jié)構(gòu)鋼件，在淬火或調(diào)質(zhì)處理（淬火加高溫回火）前常進(jìn)行淬火，以消除魏氏組織和帶狀組織，并獲得細(xì)小而均勻的組織。 將鋼加熱到相變溫度以上，保溫一定時間，然后快速冷卻以獲得馬氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。此外，還可減少淬火后殘余奧氏體的量。 水在650 ℃550 ℃范圍冷卻能力較大。 淬火用油為各種礦物油（如錠子油、變壓器油等）。其特點是沸點高，冷卻能力介于水和油之間，常用于處理形狀復(fù)雜、尺寸較小、變形要求嚴(yán)格的工具等。 雙介質(zhì)淬火和分級淬火能有效地減少熱應(yīng)力和相變應(yīng)力，降低工件變形和開裂傾向，所以可用于形狀復(fù)雜和截面不均勻的工件淬火。不同成分的鋼淬火時形成馬氏體的能力不同，容易形成馬氏體的鋼淬透性高（好），反之則低（差）。表面硬度為55HRC。將標(biāo)準(zhǔn)試樣（25*100mm）加熱奧氏體化后，迅速放入末端淬火實驗機的冷卻孔中，噴水冷卻。然后從末端開始，每隔一定距離測量一個硬度值，即可測得試樣沿長度方向上的硬度變化，所得曲線稱為淬透性曲線[圖55）]實驗測出的各種鋼的淬透性曲線均收集在有關(guān)手冊中。例如，淬透性值J42/5，表示距水冷端5mm試樣硬度為42HRC。馬氏體中含非馬氏體組織量不多時，硬度變化不大；非馬氏體組織量增至50%時，硬度陡然下降，曲線上出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折點，如圖56所示，另外，在淬火試樣的斷口上，也可以看到以半馬氏體為界，發(fā)生由脆性斷裂過度為韌性斷裂的變化，并且其酸蝕斷面呈現(xiàn)明顯的的明暗界線。淬透性好，工件截面小、淬火介質(zhì)的冷卻能力強則淬透層深度越大。因此，凡是影響奧氏體穩(wěn)定的因素，均影響鋼的淬透性。在碳鋼中，共析鋼的臨界臨近冷卻速度最小，其淬透性越好。 3淬透性曲線的應(yīng)用 利用淬透性曲線，可比較不同鋼種的淬透性。圖58 45鋼和40Cr鋼的淬透性曲線 淬透性不同的鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，沿截面的組織