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模具鋼硬度不足會出現哪些現象
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2019-09-08 | 286 次瀏覽 | 分享到:
模具鋼在我們的生活中的應用非常廣泛,模具熱處理硬度是非常重要的力學性能指標,硬度不合格是十分嚴重的缺陷。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,嚴重降低模具的使用壽命。接下來東啟特鋼給大家分享一下模具鋼為什么會出現硬度不足的現象。
  模具鋼在我們的生活中的應用非常廣泛,模具熱處理硬度是非常重要的力學性能指標,硬度不合格是十分嚴重的缺陷。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,嚴重降低模具的使用壽命。接下來東啟特鋼給大家分享一下模具鋼為什么會出現硬度不足的現象。
  
  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。
  
  1.淬火溫度過低或過高
  
  主要是由于工藝設置溫度不當、控溫系統誤差、裝爐或進入冷卻槽方法不當等原因造成。應該修正工藝溫度,檢修校核控溫系統,裝爐時,工件間隔合理擺放均勻,分散入槽,禁止堆積或成捆入槽冷卻。
  
  2.過回火
  
  這是由回火溫度設置過高、控溫系統故障誤差或爐溫過高時入爐造成。應當修正工藝溫度,檢修校核控溫系統,不高于設置爐溫裝入。
  
  3.冷卻不當
  
  原因是預冷時間過長,冷卻介質選擇不當,淬火介質溫度漸高而冷卻性能下降,攪拌不良或出槽溫度過高等。
  
  措施:出爐、入槽等要快;掌握淬火介質冷卻特性;油溫60-80℃,水溫30℃以下,當淬火量大而使冷卻介質升溫時,應添加冷卻淬火介質或改用其它冷卻槽冷卻;加強冷卻劑的攪拌;在Ms+50℃時取出。
  
  4.脫碳
  
  這是由原材料殘留脫碳層或淬火加熱時造成。預防措施為:可控氣氛加熱,鹽浴加熱,真空爐、箱式爐采用裝箱保護或使用防氧化涂料;機加工余量加大2-3mm。
  
  5.變形超差
  
  在機械制造中,熱處理的淬火變形是絕對的,而不變形才是相對的。換句話說,只是一個變形大小的問題。這主要是由于熱處理過程中馬氏體相變具有表面浮凸效應。
  
  預防熱處理變形(尺寸變化和形狀變化)是一項非常困難的工作,在許多情況下,不得不依靠經驗加以解決。這是因為不僅鋼種和模具形狀對熱處理變形有影響,不當的碳化物分布狀態及鍛造和熱處理方法同樣會引起或加劇,而且在熱處理諸多條件中,只要某一條件發生變化,鋼件的變形程度就會有很大變化。
  
  盡管在相當長時間還主要靠經驗和試探法去解決熱處理變形問題,但正確掌握原材料鍛造、模塊取向、模具形狀、熱處理方法與熱處理變形的關系,從已經積累的實際數據中去把握熱處理變形規律,建立有關熱處理變形的檔案資料,卻是一項極有意義的工作。
  
  6.脫碳
  
  脫碳是由于鋼件在加熱或保溫時,因周圍氣氛的作用,使表面層部分的碳全部或部分喪失的現象和反應。鋼件的脫碳不僅會造成硬度不足、淬裂和熱處理變形及化學熱處理缺陷,而且對疲勞強度、耐磨性及模具性能也有很大影響。
  
  7.放電加工引起的裂紋
  
  在模具制造中,采用放電加工(電脈沖及線切割)是越來越普遍采用的加工方法,但隨著放電加工的廣泛應用,其引起的缺陷也相應增多。
  
  由于放電加工是借助于放電所產生的高溫而使模具表面熔化的加工方法,因此,在其加工表面形成白色的放電加工變質層,并產生800MPa左右的拉應力,這樣,在模具的電加工過程中常出現變形或裂紋等缺陷。因此,采用放電加工的模具,必須充分掌握放電加工對模具材料的影響,并預先采取相應的預防措施。
  
  防止熱處理時的過熱和脫碳,并進行充分回火以降低或消除殘留應力;為了充分消除淬火時產生的內應力,要進行高溫回火,因此,應采用能承受高溫回火的鋼種(如Crl2型、ASP-23、高速鋼等),以穩定的放電條件進行加工;放電加工后,作穩定化松馳處理;設置合理的工藝孔、槽;充分消除再凝固層,以便在健全的狀態下使用。
  
  8.韌性不足
  
  韌性不足的原因可能是淬火溫度過高,且保溫時間過長引起晶粒粗化造成的,或由于沒有避開回火脆性區進行回火。
  
  9.磨削裂紋
  
  當工件內有大量的殘留奧氏體時,在磨削熱的作用下,發生回火轉變,從而產生組織應力,導致工件開裂。
  
  其預防措施是:淬火后進行深冷處理或多次重復回火(模具回火一般為2-3次,即使是冷加工用低合金工具鋼也是如此),最大限度地降低殘留奧氏體量。
  
  對策
  
  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。
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