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熱鍛模的熱處理工藝是怎樣的?

发布时间:2019-08-06 点击数:31

       一、热锻模具钢的退火

       1.普通退火。對于模塊的退火可以采用完全退火或等溫退火。不同尺寸的模塊退火時的保溫時間、保溫溫度、升溫速度、冷卻速度都不相同。

       2.防白點退火。錘鍛模用鋼大多含有Ni、Cr等元素,鍛後容易形成白點。爲此,模塊鍛後除進行普通退火外,還需要進行防白點退火。

       3.高溫回火。錘鍛模翻新前應進行軟化處理,降低硬度以便于加工。爲此可進行高溫回火。

       二、熱鍛模具鋼的淬火

       熱鍛模的淬火、回火在很大程度上決定鍛模壽命。應該根據鍛模在使用中的主要失效形式來制定合理的淬火、回火工藝。如果鍛模是以磨損爲主要失效形式,應提高鍛模鋼的紅硬性;若以脆斷爲主要失效形式,則應提高鍛模鋼的強韌性。

       1.淬火前准備。鍛造所用鍛模尺寸較大,大多采用箱式電阻爐加熱,爲防止加熱過程中産生氧化和脫碳,需對模膛表面及燕尾加以保護,方法是先備一鐵盤,在鐵盤底部放入厚度爲30~40mm的保護劑(舊滲碳劑或木炭末以及焙燒過的鑄鐵屑),將鍛模模面朝下放于盤中,四周也用保護劑填滿,燕尾面上也鋪放保護劑,都用耐火泥或黃泥密封。爲避免燕尾槽淬火開裂,在燕尾圓角處纏石棉繩,減小該處淬火時的冷卻速度。

       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.淬火溫度淬火溫度應該保證鋼中的奧氏體晶粒不易長大。並能獲得較高的沖擊韌性。對于因磨損、塌陷或熱疲勞而失效的模具,適當提高淬火溫度是有利的,例如將5CrNiMo鋼淬火溫度提高到950~1000℃並于500℃回火,其強度、塑性、韌性均保持較高水平。

       3.淬火冷卻冷卻不當可能導致模具淬火變形及開裂。鍛模入油前要進行延遲冷卻,延遲冷卻時間大模塊約5~8min.小模塊3~5min。冷卻介質一般都采用錠子油,油溫50~80℃,爲保持油溫及冷卻均勻,可安裝循環冷卻裝置及壓縮空氣對油進行攪拌。鍛模入油時注意入油方向及適當擺動,防止形成氣泡阻止局部冷卻,導致模膛淬火不完全。

       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,会导致鍛造鍛件的模具在使用中發生坍塌變形或開裂。

       三、熱鍛模具鋼的回火

       淬火後的回火是爲了使模具鋼獲得穩定的組織,調整硬度,降低淬火內應力。合理的回火硬度能避免模具磨損及變形失效;同時具有較高的沖擊韌性以防止模具脆斷。

       1.回火溫度。每一種鋼,經過不同溫度的回火都具有相應的硬度值。根據熱鍛模的硬度、沖擊韌性等性能要求,可以選定回火溫度,但是應注意熱鍛模的回火脆性區,回火時,無論是預熱還是保溫都應該避開此溫度範圍。如5CrNiMo鋼,在300~350℃,回時,出現間火脆性,使其沖擊韌性下降。因此,5CrNiMo鋼合適的回火溫度應高于450℃。


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       2.保溫時間。回火時間應該保證模具心部組織能夠充分轉變。

       3.回火次數。生産中一般采用一次回火。但是有時一次回火後發生開裂,原因是淬火時模具心部因溫度過高而留有部分殘余奧氏體,第一次回火冷卻後,殘余奧氏體轉變爲馬氏體,産生較大的內應力。如果進行第二次回火,則可以轉變爲回火馬氏體,消除內應力。鍛件的第二次回火溫度低于第一次回火溫度。

       4.燕尾回火。鍛模依辦燕尾固定在錘頭上,燕尾與錘頭接觸,硬度不應高于錘頭;燕尾根部容易産生應力集中,硬度也不宜太高,因此燕尾硬度應低于模膛硬度。對燕尾要進行專門的回火。燕尾回火方法如下。

在燕尾火爐中回火。將燕尾向下置于電爐、煤爐或鹽浴爐的爐槽內加熱回火,根據鋼種及模具燕尾的硬度要求確定具體回火溫度。這是較常用的燕尾回火方法。

       燕尾自回火。將整個鍛模在油中冷卻到一定溫度後,將燕尾提出油面停留段時間,此時模具心部溫度仍較高,燕尾已淬火的部分被心部熱量加熱而回火。

       降低燕尾硬度措施淬火時,降低燕尾冷卻速度,或對燕尾采取延遲冷卻來降低燕尾硬度。



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