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模具熱處理時(shí)是提高性能的重要方式,其中硬度必須合格,這同時(shí)也是非常重要的力學(xué)性能指標(biāo),模具熱處理后硬度不足或硬度不均將使模具耐磨性及疲勞強(qiáng)度等性能降低,導(dǎo)致模具早起失效,不僅縮短了模具使用的年限,也對(duì)使用的流暢度造成了影響。

1.產(chǎn)生原因

1)模具截面大,鋼材淬透性差,如大型模具選用了淬透性低的鋼種。

2)模具鋼原始組織中碳化物偏析嚴(yán)重或組織粗大,鋼中存在石墨碳和碳化物偏析、聚集。

3)模具鍛造工藝不正確,鍛造后未進(jìn)行很好的球化退火,使模具鋼球化組織不良。

4)模具表面未除凈退火或淬火加熱時(shí)產(chǎn)生的脫碳層。

5)模具淬火溫度過(guò)高,淬火后殘留奧氏體量過(guò)多;或淬火溫度過(guò)低,加熱保溫時(shí)間不足,使模具鋼的相變不完全。

6)模具淬火加熱后冷卻速度過(guò)慢,分級(jí)與等溫溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng),淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)。

7)堿浴水分過(guò)少,或淬火冷卻介質(zhì)中含雜質(zhì)過(guò)多,或淬火冷卻介質(zhì)老化。

8)模具淬火冷卻后出淬火冷卻介質(zhì)時(shí)溫度過(guò)高,冷卻不足。

9)回火不充分及回火溫度過(guò)高等。

針對(duì)以上問(wèn)題，可選擇以下手段來(lái)解決。

1)正確選用模具鋼種,大型模具應(yīng)選用淬透性高的高合金模具鋼。

2)加強(qiáng)原材料檢查,確保原材料符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)不良原材料鋼材進(jìn)行合理的鍛造并進(jìn)行球化退火處理,確保獲得良好的組織。碳素工具鋼不易多次退火,以防石墨化。

3)嚴(yán)格執(zhí)行鍛造工藝和球化退火工藝,保證有良好的預(yù)備熱處理組織。

4)熱處理前應(yīng)徹底清除模具表面的銹斑和氧化皮,并注意加熱時(shí)的保護(hù),盡量采用真空加熱淬火或保護(hù)氣氛加熱淬火,鹽浴加熱時(shí)應(yīng)進(jìn)行良好的脫氧處理。

5)正確制訂模具淬火加熱工藝參數(shù),確保相變充分,以大于臨界冷卻速度的冷卻速度進(jìn)行快速冷卻,以獲得合格的金相組織。

6)正確選用淬火冷卻介質(zhì)和冷卻方式,嚴(yán)格控制分級(jí)與等溫溫度和時(shí)間。

7)要嚴(yán)格控制堿浴水分含量,對(duì)長(zhǎng)期使用的淬火冷卻介質(zhì)要經(jīng)常進(jìn)行過(guò)濾及定期更換,并保持清潔,定期檢測(cè)其淬火冷卻特性曲線(xiàn)。

8)對(duì)尺寸大的模具,適當(dāng)延長(zhǎng)浸入淬火冷卻介質(zhì)的時(shí)間,防止模具出淬火冷卻介質(zhì)的溫度過(guò)高。

9)模具淬火后應(yīng)及時(shí)、充分回火,并防止回火溫度過(guò)高。

10)對(duì)硬度要求高的模具可采用深冷處理(如-110~-196℃)。

11)進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。