模具鋼為什么要淬火,模具鋼淬火工藝總結(jié)
模具鋼在生產(chǎn)的過程中,加熱到一定溫度之后,保溫一段時間,然后將其迅速冷卻,這就是通常所說的模具鋼淬火。模具鋼為什么要進行淬火呢?模具鋼進行淬火是為了達(dá)到一定的目的,在淬火的過程中會有一些相關(guān)的注意事項,做好了才能讓模具鋼的性能更為優(yōu)良。
將鋼加熱至一定溫度(亞共析鋼為Ac3+ 30~50℃;過共析鋼為Ac1+30~50℃),然后急劇冷卻下來,阻止奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈哂捕鹊鸟R氏體組織,這種熱處理操作就稱為淬火。淬火時,鋼中奧氏體急劇冷卻,這時溶于奧氏體中的碳和合金元素,來不及分解和擴散,形成過飽和的α固溶體,即馬氏體。其晶格為體心正方晶格(體心正方的程度用晶胞的長邊比晶胞的短邊——正方度表示,而這個正方度與含碳量有關(guān))。

一般淬火為了達(dá)到以下目的。
(1)增加工件的硬度及耐磨性。如各種工具、滲碳零件以及要求表面耐磨的零件(齒輪、軋輥等),都必須用淬火然后低溫回火以提高其硬度與耐磨性。
(2)為隨后的回火獲得一定的力學(xué)性能而進行淬火,如各種彈簧及調(diào)質(zhì)工件。它們的淬火,并不是為了提高硬度,而是為了在以后的回火中獲得一定的硬度、彈性和韌性等綜合力學(xué)性能的組織。
(3)為了改變鋼的某些物理及化學(xué)性質(zhì),如磁鋼(提高磁導(dǎo)率)及不銹鋼(得到均勻的單相固溶體)的淬火,就是如此
。
根據(jù)工模具鋼的c曲線可知,工模具鋼加熱結(jié)束后進行淬火冷卻,要控制兩個溫度區(qū)域冷卻速度,一個是在淬火溫度到c曲線的鼻部(淬火溫度~650℃),為臨界冷卻區(qū)域,要求在該區(qū)域的冷卻速度必須大于等于臨界冷卻速度,否則會形成非馬氏體或貝氏體組織,為了使工模具鋼獲得完全的淬火的馬氏體或貝氏體組織,需要快速冷卻。另一個為在ms點以下(250~300℃)的低溫區(qū)域,由于工模具鋼在該區(qū)域內(nèi)的塑性較差,并要發(fā)生馬氏體的組織轉(zhuǎn)變,因此產(chǎn)生較大的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力,容易造成淬火開裂,故在區(qū)域內(nèi)為防止裂紋產(chǎn)生,誤應(yīng)進行緩慢冷卻,即應(yīng)控制冷卻速度,速度越小則愈有利于減少工件的開裂傾向。
雙液淬火的特點是工件在兩個區(qū)域選用的冷卻介質(zhì)是不同的,通常為水淬油冷、油淬空冷等,碳工鋼和部分合金鋼多采用該類淬火方法。第一級冷卻介質(zhì)可以為水、油等,可以將工件自淬火溫度快速冷到c曲線以下,避免高溫下非馬氏體組織的轉(zhuǎn)變,但為了防止工件的變形則是很少采用最大的冷卻速度,從減少開裂的傾向而言,第一級的冷卻速度應(yīng)快。因此控制好在第一級冷卻介質(zhì)中的停留時間是至關(guān)重要的,基本原則為既可保證不發(fā)生高溫轉(zhuǎn)變,又不要冷至危險區(qū)域,通常是冷至300~℃出水后放入油中繼續(xù)冷卻。第二級冷卻介質(zhì)要保證淬火零件殘余熱量的揮發(fā),而不至于使工件的溫度升高到回火溫度以上前提下,冷卻速度愈慢愈好,第二級冷卻速度越低則越有利于降低淬火裂紋發(fā)生的概率。因此雙液淬火的優(yōu)點為在奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域快冷,而在馬氏體的轉(zhuǎn)變區(qū)慢冷,產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力較小,該工藝方法多用于淬透性較差的高碳鋼、截面積大和形狀簡單的合金鋼工件。
在熱處理過程中,淬火是一個非常重要的工作。淬火成功與否和加熱速度,淬火溫度,保溫時間和隨后的冷卻方法等都有密切的關(guān)系,所以一定要重視起來,將這個工作做好。鉅研公司所生產(chǎn)的模具鋼,每個環(huán)節(jié)都做得非常好,是大家的理想之選。如需了解更多關(guān)于國產(chǎn)模具鋼知識可以閱讀下《影響冷沖壓模具使用壽命的四種因素》。
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