模具材料與熱處理工藝選擇探討(參考版)
2024-08-15 16:59本頁面
【正文】 為了適應(yīng)不同模具的特殊性能要求，除開發(fā)具有不同特性以適應(yīng)各種性能要求的型材外，各國的模具工作者亦不斷的開發(fā)新的熱處理工藝，本文著重分析并總結(jié)了模具材料選擇和熱處理技術(shù)方面的概況，以期能對(duì)模具的設(shè)計(jì)和制造帶來一定參考價(jià)值和積極意義。兩者的最佳化結(jié)合對(duì)模具的性能有著直接的影響。斷裂韌性的改善，有利于提高h(yuǎn)13鋼熱作模具的疲勞裂紋擴(kuò)展能力和熱疲勞開裂能力，抑制熱裂紋擴(kuò)展。工藝結(jié)果顯示，隨奧氏體化溫度升高，h13鋼硬度及斷裂韌性升高，但沖擊韌性下降；而經(jīng)雙重淬火的可在幾乎不降低韌性的條件下得到最大的斷裂韌性，硬度值也高于普通淬火。第一代熱作模具鋼主要包括5crni－mo、5crmnmo和3cr2w8v鋼，自上世紀(jì)30年代初在工業(yè)中應(yīng)用后至今仍廣為應(yīng)用，已經(jīng)積累了豐富的冶煉、鍛造、機(jī)械加工和熱處理工藝經(jīng)驗(yàn)；第二代熱作模具鋼則是以美國的aisihl0、hll、h1h13鋼系列為代表，尤其以h13鋼最受歡迎。熱作模具在工作時(shí)承受著很大的沖擊力，模腔和高溫金屬接觸后，局部可達(dá)500℃～700℃，有的甚至達(dá)到1000℃左右，同時(shí)還經(jīng)受著反復(fù)的加熱和冷卻，使模具的工作表面容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋，另外炙熱金屬被強(qiáng)制變形時(shí)，與模具型腔，表面摩擦，模具極易磨損并且硬度降低。在生產(chǎn)中，采用何種淬火、回火工藝，應(yīng)根據(jù)模具的工作條件及具體性能要求來確定。高碳高鉻鋼的回火抗力高，回火時(shí)馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變是影響模具尺寸變形的兩個(gè)主要因素。截面尺寸大的模具可用150℃～200℃的油來充當(dāng)淬火冷卻介質(zhì)。為防止模具在高溫下氧化和脫碳，一般應(yīng)在鹽浴爐中加熱。低于這個(gè)溫度淬火，制件發(fā)生脹大變形；高于這個(gè)溫度淬火，制件收縮變形。高合金鋼模具淬火溫度的選擇應(yīng)首先考慮控制淬火變形。這類鋼的含碳量高，同時(shí)含有太量的碳化物形成元素，具有高的淬透性、耐磨性和熱硬性。(三)高合金工具鋼及其熱處理高耐磨微變形冷作模具鋼、高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼、高強(qiáng)韌性冷作模具鋼等主要是高合金工具鋼。因此，在選擇回火溫度時(shí)應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、尺寸和硬度要求合理選擇回火溫度。回火溫度升高到220℃～240℃，又開始出現(xiàn)尺寸膨脹，在260℃～320℃回火時(shí)，會(huì)出現(xiàn)尺寸膨脹的最大值，而繼續(xù)提高溫度，變形又趨于收縮。crwmn鋼等溫淬火后比普通淬火的強(qiáng)韌性高，對(duì)于易產(chǎn)生斷裂的模具可采用等溫淬火。對(duì)于精度要求高的模具，根據(jù)硬度要求選擇不同的溫度進(jìn)行等溫淬火，等溫時(shí)間不宜過長(zhǎng)，等溫后隨硝鹽浴一起緩冷。因此，為減小變形并獲得高的耐磨性，由這些鋼制造的模具，其淬火加熱溫度不宜過高。如果繼續(xù)提高淬火溫度，硬度上升但沖擊韌度、抗彎強(qiáng)度會(huì)降低。該鋼淬火溫度的選擇，由于鎢形式碳化物，所以這種鋼在淬火及低溫回火后具有比鉻鋼和9sicr鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度。crwmn鋼具有高淬透性，淬火時(shí)不需要強(qiáng)烈的冷卻，淬火變形比碳素工具鋼明顯減少。應(yīng)盡可能降低回火溫度。同時(shí)，采用250℃回火時(shí)，淬火馬氏體會(huì)產(chǎn)生不同
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