熱作模具鋼熱處理工藝看懂這五點(diǎn)即可入門(mén)

1、熱作模具鋼不耐用的原因有哪些？

答：熱作模具包括熱鍛模、壓鑄模和熱擠壓模，由于工作期間承受高溫金屬而被加熱，所以需要在高溫下，仍然保持較高的強(qiáng)度和耐磨性。

在通常的熱處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，往往只是寫(xiě)明硬度要求，而沒(méi)有明確提出其他性能指標(biāo)，其他性能指標(biāo)只是隱含在熱作模具的前提中，這些指標(biāo)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行控制。

在熱處理過(guò)程中由于加熱溫度和保溫時(shí)間不充分，模具鋼中的合金元素沒(méi)有充分奧氏體，淬火回火組織就會(huì)出現(xiàn)回火不足現(xiàn)象，抗高溫強(qiáng)度就不夠，紅硬性差，使用中模具龜裂、早期開(kāi)裂，變形等缺陷。

目前外加工協(xié)作的熱處理以硬度為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)熱處理熱作模具的現(xiàn)象十分普遍。必須通過(guò)控制生產(chǎn)過(guò)程，使工件保溫充分，熱處理工藝以滿足紅硬性為標(biāo)準(zhǔn)，不能僅僅認(rèn)為達(dá)到硬度要求就是合格模具。

2、熱模具服役期間要做那些熱處理？

答：熱作模具鋼模具在服役期間做維護(hù)處理的工藝用：

1)壓鑄模具在使用一段時(shí)間以后，在補(bǔ)充軟氮化；

2)壓鑄模在使用一段后要進(jìn)行低于回火溫度的去應(yīng)力處理；

3)鍛模在使用一段時(shí)間進(jìn)行去應(yīng)力處理。

3、合金模具鋼加熱速度需要控制嗎？

答：在熱處理淬火加熱過(guò)程升溫速度是一個(gè)十分重要的參數(shù)，通常應(yīng)該采用緩慢的加熱方式，升溫速度小于120℃/h，比較理想，可以減少工件在加熱過(guò)程中變形，對(duì)淬火開(kāi)裂也起到一定的預(yù)防作用。

在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中采用分段升溫的方法來(lái)達(dá)到控制升溫速度，實(shí)現(xiàn)緩慢加熱的效果。分段原則是在加熱相變Ac1之前預(yù)熱段和相變Ac1之后的預(yù)熱段。在＜550℃低溫階段是鋼的彈性階段，大于這個(gè)溫度以后是塑性階段，在加熱相變Ac1之前預(yù)熱段是保證工件在Ac1相變是均勻一致，減少相變引起體積變化，碳鋼的預(yù)熱通常在450～550℃，高合金鋼可以再550～650℃、820～850℃兩個(gè)階段預(yù)熱。預(yù)熱系數(shù)根據(jù)加熱爐型和裝爐量確定，無(wú)論何種狀態(tài)，預(yù)熱時(shí)間必須比最終奧氏體化時(shí)間長(zhǎng)。

對(duì)于鹽浴爐加熱的工件必須預(yù)熱，對(duì)于箱式電阻爐加熱的工件控制升溫速度，高于150℃/h升溫速度是不合理的。

4、模具鋼采用調(diào)質(zhì)預(yù)處理的主要作用是什么？

答：模具毛坯的調(diào)質(zhì)處理的目的是，為了獲得硬度為18O～320HB的細(xì)球化體或超細(xì)晶粒碳化物。目前，國(guó)內(nèi)已推出不少新鋼種，并不斷提高現(xiàn)有鋼種的冶金質(zhì)量來(lái)滿足工模具的需要。同樣在熱處理方法上作了不少改進(jìn)，除最終熱處理不斷采用新設(shè)備(真空熱處理)、新工藝、新技術(shù)外，還對(duì)傳統(tǒng)的預(yù)先熱處理作了很大的變動(dòng)，并引起業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。如冷作、熱作模具原普遍采用的球化退火或等溫球化退火，現(xiàn)有些已改用調(diào)質(zhì)或超細(xì)化處理。合理的調(diào)質(zhì)工藝，可獲得良好的原始組織，以改善淬火工藝性能并提高淬火后的強(qiáng)韌性。

1）調(diào)質(zhì)處理的主要作用

⑴獲得分布均勻、顆粒細(xì)小、形狀圓整的碳化物。

⑵可有效地克服粗大珠光體、二次碳化物網(wǎng)或輕微帶狀偏析，以及大截面模塊心部的鑄態(tài)組織。

⑶可充分消除加工后的殘余應(yīng)力，減少淬火變形。

⑷可作為預(yù)硬化處理。

2）調(diào)質(zhì)處理的典型用途

⑴改進(jìn)表面加工質(zhì)量

如碳工鋼或低合金工具鋼退火后硬度過(guò)低，加工后表面光潔度太差，可補(bǔ)充調(diào)質(zhì)成硬度為183～229HB的細(xì)球化體組織，能顯著改善表面加工質(zhì)量。對(duì)40Cr、45等中碳鋼，調(diào)質(zhì)到260～300HB時(shí)，精加工后能獲得高的光潔度。

⑵防止淬火開(kāi)裂

用于冷態(tài)輾軋、校直的成型軋輥，大多采用9Cr2或Cr2鋼制作，一般采用噴水淬火或用*水溶液浸淬，由于形狀復(fù)雜，易于淬裂，例如在精加工前，調(diào)質(zhì)為硬度197～229HB的細(xì)球化體既能保證良好的淬透性，又可以有效地降低淬裂傾內(nèi)。

⑶保證淬硬性

φ30mmCr2鋼軋輥，鹽浴加熱淬火后的硬度與毛坯的預(yù)處理工藝有關(guān)。退火毛坯的淬火硬度為65～66.5HRC，平均66HRC；調(diào)質(zhì)（毛坯850℃淬油，660～680回火，229HB）的淬火硬度為66～67HRC，平均66.8HRC，且硬度高而均勻，未發(fā)生淬裂。

⑷用于預(yù)硬化模塊的強(qiáng)化處理

鋁合金壓鑄模采用滲氮表面強(qiáng)化時(shí)，均應(yīng)采用調(diào)質(zhì)工藝進(jìn)行預(yù)強(qiáng)化處理。塑料模具、沖壓有色金屬薄板或箔料的凹模，也可采用調(diào)質(zhì)預(yù)強(qiáng)化。調(diào)質(zhì)后再進(jìn)行精加工。

5、常用模具鋼調(diào)質(zhì)預(yù)處理工藝規(guī)范是什么?

答：常用模具鋼調(diào)質(zhì)預(yù)處理典型工藝規(guī)范如下表：