熱作模具鋼的淬火工藝和弧狀裂紋

發(fā)布時(shí)間：2022-10-21

　　鋼的淬火將工件奧氏體化以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻，使工件在橫截面內(nèi)全部或一定的范圍內(nèi)發(fā)生馬氏體等不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝，淬火加熱可以采用電（電阻和感應(yīng)）加熱爐，鹽浴爐或火焰爐，在空氣氣氛，保護(hù)氣氛和真空氣氛中加熱，淬火介質(zhì)有水，鹽類水溶液，堿類水溶液，有機(jī)化合物溶液，油，空氣，保護(hù)氣氛或熱溶介質(zhì)等。

　　淬火加熱保護(hù)：淬火加熱溫度高，時(shí)間長（尤其是大型模具），會(huì)導(dǎo)致模膛表面氧化，脫碳，從而降低耐磨性和抗疲勞性能，使模具壽命大大降低，因此，應(yīng)重視淬火加熱的防氧化，紅外線模具加熱爐脫碳措施，在各種防氧化脫碳的措施中，采用保護(hù)氣氛爐和真空爐進(jìn)行淬火加熱的效果較好，但成本較高，其他防護(hù)措施有涂料法，填埋法，和裝箱法，①涂料法是在模膛表面涂一層防氧化涂料，一般用于小型模具，②填埋法是在爐盤地點(diǎn)一層厚30mm~50mm的滲碳劑，木炭，鑄鐵屑或中性介質(zhì)等，鍛模模膛朝下，上面放一層干砂，四周用鑄鐵屑填埋，③裝箱法與填埋法基本相同，即在底盆上罩上一個(gè)罩子，將模具全部保護(hù)起來。

　　淬火冷卻方法主要有預(yù)冷，油冷淬火，分分級(jí)淬火冷卻，等溫淬火和提出燕尾淬火冷紅外線模具加熱爐卻等，預(yù)冷：為減小鍛模淬火變形，模具在淬火前應(yīng)進(jìn)行預(yù)冷，特別是合金元素含量較高的模具材料，部分熱作模具淬火前的預(yù)冷溫度和介質(zhì)。

　　淬火介質(zhì)及冷卻方式：熱作模具鋼的淬火介質(zhì)和冷卻方式，油介質(zhì)主要采用10號(hào)，20號(hào)機(jī)油或其他物理性能接近的冷卻油，為保證冷卻效果，冷卻槽中應(yīng)裝有循環(huán)冷卻系統(tǒng)及機(jī)械攪拌器，也可用空氣攪拌，但會(huì)加速冷卻介質(zhì)老化。

　　常發(fā)生在模具棱角，凸臺(tái)，刀紋，尖角，直角，缺口，孔穴，凹模接線飛邊等形狀突變處，這是因?yàn)?，淬火時(shí)棱角處產(chǎn)生的應(yīng)力是平滑表面平均應(yīng)力的10倍。

　　(1)鋼中含碳(C)量和合金元素含量愈高，鋼Ms點(diǎn)愈低，Ms點(diǎn)降低2℃，則淬裂紋傾向增加1.2倍，Ms點(diǎn)降低8℃，淬裂傾向則增加8倍。

　　(2)鋼中不同組織轉(zhuǎn)變和相同組織轉(zhuǎn)變不同時(shí)性，由于不同組織比容差，造成巨大組織應(yīng)力，導(dǎo)致組織交界處形成弧狀裂紋。

　　(3)淬火后未及時(shí)回火，或回火不充分，鋼中殘余奧氏體未充分轉(zhuǎn)變，保留在使用狀態(tài)中，促使應(yīng)力重新分布，或模具服役時(shí)殘余奧氏體發(fā)生馬氏體相變產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)綜合應(yīng)力大于該鋼強(qiáng)度極限時(shí)便形成弧狀裂紋，紅外線模具加熱爐。