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热锻模的热处理工艺是怎样的?

发布时间:2019-08-06 点击数:265

       一、热锻模具钢的退火

       1.普通退火。对于模块的退火可以采用完全退火或等温退火。不同尺寸的模块退火时的保温时间、保温温度、升温速度、冷却速度都不相同。

       2.防白点退火。锤锻模用钢大多含有Ni、Cr等元素,锻后容易形成白点。为此,模块锻后除进行普通退火外,还需要进行防白点退火。

       3.高温回火。锤锻模翻新前应进行软化处理,降低硬度以便于加工。为此可进行高温回火。

       二、热锻模具钢的淬火

       热锻模的淬火、回火在很大程度上决定锻模寿命。应该根据锻模在使用中的主要失效形式来制定合理的淬火、回火工艺。如果锻模是以磨损为主要失效形式,应提高锻模钢的红硬性;若以脆断为主要失效形式,则应提高锻模钢的强韧性。

       1.淬火前准备。锻造所用锻模尺寸较大,大多采用箱式电阻炉加热,为防止加热过程中产生氧化和脱碳,需对模膛表面及燕尾加以保护,方法是先备一铁盘,在铁盘底部放入厚度为30~40mm的保护剂(旧渗碳剂或木炭末以及焙烧过的铸铁屑),将锻模模面朝下放于盘中,四周也用保护剂填满,燕尾面上也铺放保护剂,都用耐火泥或黄泥密封。为避免燕尾槽淬火开裂,在燕尾圆角处缠石棉绳,减小该处淬火时的冷却速度。

       装炉温度不能太高,尤其对大型锻模或形状复杂的锻模,要先预热650℃左右之后,再加热到淬火温度,以防形成裂纹。


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       2.淬火温度淬火温度应该保证钢中的奥氏体晶粒不易长大。并能获得较高的冲击韧性。对于因磨损、塌陷或热疲劳而失效的模具,适当提高淬火温度是有利的,例如将5CrNiMo钢淬火温度提高到950~1000℃并于500℃回火,其强度、塑性、韧性均保持较高水平。

       3.淬火冷却冷却不当可能导致模具淬火变形及开裂。锻模入油前要进行延迟冷却,延迟冷却时间大模块约5~8min.小模块3~5min。冷却介质一般都采用锭子油,油温50~80℃,为保持油温及冷却均匀,可安装循环冷却装置及压缩空气对油进行搅拌。锻模入油时注意入油方向及适当摆动,防止形成气泡阻止局部冷却,导致模膛淬火不完全。

       锻模冷却到150~200℃就应该出油,经验判断模具温度已经下降到位的方法是:模具提出油面只冒青烟而不着火,如将水滴(或唾液)滴至模面有缓慢的爆裂声。出油后应该立即装炉回火,如果冷却到过低温度或回火前停留时间过长,可能产生很大的热应力和组织应力,导致锻模开裂。但是出油温度也不能太高,否则模具心部未达到马氏体转变温度,而发生其它非马氏体组织转变,会导致锻造锻件的模具在使用中发生坍塌变形或开裂。

       三、热锻模具钢的回火

       淬火后的回火是为了使模具钢获得稳定的组织,调整硬度,降低淬火内应力。合理的回火硬度能避免模具磨损及变形失效;同时具有较高的冲击韧性以防止模具脆断。

       1.回火温度。每一种钢,经过不同温度的回火都具有相应的硬度值。根据热锻模的硬度、冲击韧性等性能要求,可以选定回火温度,但是应注意热锻模的回火脆性区,回火时,无论是预热还是保温都应该避开此温度范围。如5CrNiMo钢,在300~350℃,回时,出现间火脆性,使其冲击韧性下降。因此,5CrNiMo钢合适的回火温度应高于450℃。


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       2.保温时间。回火时间应该保证模具心部组织能够充分转变。

       3.回火次数。生产中一般采用一次回火。但是有时一次回火后发生开裂,原因是淬火时模具心部因温度过高而留有部分残余奥氏体,第一次回火冷却后,残余奥氏体转变为马氏体,产生较大的内应力。如果进行第二次回火,则可以转变为回火马氏体,消除内应力。锻件的第二次回火温度低于第一次回火温度。

       4.燕尾回火。锻模依辦燕尾固定在锤头上,燕尾与锤头接触,硬度不应高于锤头;燕尾根部容易产生应力集中,硬度也不宜太高,因此燕尾硬度应低于模膛硬度。对燕尾要进行专门的回火。燕尾回火方法如下。

在燕尾火炉中回火。将燕尾向下置于电炉、煤炉或盐浴炉的炉槽内加热回火,根据钢种及模具燕尾的硬度要求确定具体回火温度。这是较常用的燕尾回火方法。

       燕尾自回火。将整个锻模在油中冷却到一定温度后,将燕尾提出油面停留段时间,此时模具心部温度仍较高,燕尾已淬火的部分被心部热量加热而回火。

       降低燕尾硬度措施淬火时,降低燕尾冷却速度,或对燕尾采取延迟冷却来降低燕尾硬度。



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