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模具熱處理時是提高性能的重要方式,其中硬度必須合格,這同時也是非常重要的力學性能指標,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度等性能降低,導致模具早起失效,不僅縮短了模具使用的年限,也對使用的流暢度造成了影響。

1.產生原因

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產生的脫碳層。

5)模具淬火溫度過高,淬火后殘留奧氏體量過多;或淬火溫度過低,加熱保溫時間不足,使模具鋼的相變不完全。

6)模具淬火加熱后冷卻速度過慢,分級與等溫溫度過高或時間過長,淬火冷卻介質選擇不當。

7)堿浴水分過少,或淬火冷卻介質中含雜質過多,或淬火冷卻介質老化。

8)模具淬火冷卻后出淬火冷卻介質時溫度過高,冷卻不足。

9)回火不充分及回火溫度過高等。

針對以上問題，可選擇以下手段來解決。

1)正確選用模具鋼種,大型模具應選用淬透性高的高合金模具鋼。

2)加強原材料檢查,確保原材料符合標準。對不良原材料鋼材進行合理的鍛造并進行球化退火處理,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)嚴格執行鍛造工藝和球化退火工藝,保證有良好的預備熱處理組織。

4)熱處理前應徹底清除模具表面的銹斑和氧化皮,并注意加熱時的保護,盡量采用真空加熱淬火或保護氣氛加熱淬火,鹽浴加熱時應進行良好的脫氧處理。

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

6)正確選用淬火冷卻介質和冷卻方式,嚴格控制分級與等溫溫度和時間。

7)要嚴格控制堿浴水分含量,對長期使用的淬火冷卻介質要經常進行過濾及定期更換,并保持清潔,定期檢測其淬火冷卻特性曲線。

8)對尺寸大的模具,適當延長浸入淬火冷卻介質的時間,防止模具出淬火冷卻介質的溫度過高。

9)模具淬火后應及時、充分回火,并防止回火溫度過高。

10)對硬度要求高的模具可采用深冷處理(如-110~-196℃)。

11)進行表面強化處理。