高温淬火模具钢(模具高频淬火)
发布时间:2023-06-28 浏览次数:次
本篇文章给大家谈谈高温淬火模具钢,以及模具高频淬火对应的知识点,希望对各位有所帮助。
模具钢冷却方法一:单液淬火法
单液淬火法在实际生产中使用的频次比较多,它将模具钢或零件加热到奥氏体化后淬入水,油或其他冷却介质中,经过一定时间冷却(冷却到低于珠光体型转变温度区域或马氏体转变温度区域)取出模具钢空冷。由于选择的冷却介质为一种,所以被称之为单液淬火法。
模具钢冷却方法二:双液淬火法
既然有单液,那么双液淬火法也是有的,它是在两种介质中配合完成的,具体的做法为将加热到奥氏体化温度的模具钢或零件先淬入高温区快冷的**种介质中(通常是水或盐水溶液),以抑制过冷奥氏体的珠光体转变,当冷却到00*C.左右时,迅速取出转入低温区缓冷的第二种介质中(通常为油)。双液淬火法的优势很明显:有效地缓解或防止变形和开裂。模具厂家直销提醒:此法对于操作人员的技术水平要求较高。
模具钢冷却方法三:等温淬火法
等温淬火法的精髓在于有缓解变形和开裂,淬火应力小。具体的操作方法为:将加热到奥氏体化温度的模具钢工件淬入温度稍高于被淬火钢钢种Ms点的热浴中等温停留,完成相变以获得下贝氏体组织或下贝氏体和马氏体混合组织。
模具冷却方法四:喷射淬火法
喷射淬火法的方式比较多,比如喷液(水或水溶液),喷雾(压缩空气和水经雾化喷射到零件不同部位),气淬等都是常见的喷射淬火法,优点有可控制不同介质或不同流量,压力来控制和调节各温度区域的冷速;改变不同喷嘴数量和位置可使;冷却均匀。大型复杂特别是厚薄差大的工件和模具钢使用的***多。
模具冷却方法五:分级淬火法
该方法是冷却方法中做常用的方法,优点在于显著减少变形并且提高模具钢的韧度。具体的实施步骤为:将加热到奥氏体化温度的模具钢或工件淬入温度在马氏体转变温度附近的冷却介质(常用的为盐浴)中,停留一段时间,使工件表面和中心温度逐渐趋于一致后取出空冷,以较低的冷却速度完成马氏体转变。
(1) 材料的特性:H13 钢是美国标准热作模具钢种和电渣重熔钢 , 该钢是世界上普遍使用的强韧兼具的热作模具钢, 具有高的淬透性和抗热裂能力。该钢含有较高含量的碳和钒, 耐磨性好, 韧性相对有所减弱; 具有良好的耐热性, 在较高温度时具有较好的强度和硬度以及高的耐磨性和韧性同时具有优良的综合力学性能和较高的耐回火性。
锻坯要进行六面锻造, 锻造比要大于4。具有高的淬透性和高的韧性; 优良的抗热裂能力, 在工作场合可进行水冷; 具有中等耐磨损能力. 还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度, 但要略为降低抗热裂能力; 因其碳含量较低, 回火中二次硬化能力较差; 在较高温度下具有抗软化能力, 但使用温度高于540℃时, 硬度出现迅速下降; 该钢热处理的变形小, 具有中等和高的可加工性和中等抗脱碳能力。
该钢的***高使用温度不宜超过 600°C , 并且低于 3Cr2W8V 钢。该钢的热强性和热稳
定性也低于3Cr2W8V钢, 钢的冲击韧度高于3Cr2W8V钢, 有时甚至高出一倍以上。
该钢目前正在向低 Si、高 Mo方向发展, 该钢表面改性主要有铁素体单谈共渗或者硫氮碳共渗以及物理气相沉积硬膜等方法, 更为优越的办法是将这些方法进行合理组合。
(2) 供货状态:调质态, 硬度 185~235HBW
(3) 化学成分:根据美国标准 ASTM681-1986, 该钢的化学成分 (质量分数): C0.32% ~0.45%、Si0.80% ~1.20%、Mn0.20% ~0.50%、 Cr4.75% ~5.50%、 Mo1.10% ~1.75%、 Ni≤0.25% 、 V0.80% ~1.20%、 P≤0.03%、 S≤0.03%
(4) 参考对应牌号:美国 AISI 标准牌号 H13、中国 GB 标准牌号 4Cr5MoV1Si、日本JIS标准牌号SKD61、日本日立 (HITACHI) 标准牌号 DAC、日本不二越 (NACHI) 标准牌号HDS61、德国DIN标准材料编号1.2344、奥地利百禄 (BOHLER) 标准牌号W302、中国台湾荣刚 (EVERGCREEN) 标准牌号 H13 、瑞典 UDDEHOLM 标准牌号 ORVAR **钢材、瑞典一胜百 (ASSAB) 标准牌号 8402/8407
(5) 热加工规范:加热温度 1110 ~1160°C, 开始温度 1060~1150°C, 终止温度≥800°C
(6) 普通退火规范:845 ~880°C ×2~4h。缓冷到 500°C 左右出炉空冷。
(7) 毛坯成批等温球化退火规范:缓慢加热, 850 ~870°C ×3 ~4h, 炉冷至 740 ~760°C ×4 ~5h, 再炉冷至≤550℃,出炉空冷, 硬度≤229HBW. 共晶碳化物等级≤3 级。
(8) 冷压毛坯软化处理规范:840 ~860°C×3 ~4h, 以5 ~10℃/h 的冷却速度, 缓慢冷至≤600℃, 出炉空冷。处理前硬度≤229HBW, 处理后硬度≤197HBW
(9) 固溶处理+淬火+高温回火预处理规范:固溶处理温度1100~1150°C。高温回火温度 (680±10)°C, 保温 1h, 出炉空冷。
该预处理工艺对消除化学成分偏析, 改善组织均匀性有良好的效果。
(10) 普通淬火、回火规范:预热温度 550°C 、 850℃, 淬火温度 1020 ~1050°C , 油或空气冷却硬度 57 ~60HRC,回火温度600℃, 回火两次. 硬度47~49HRCü
(11) 碳化物弥散渗碳 (CD 渗碳):采用 930°C ×6h 渗碳, 渗碳剂为乙酸乙酯或丙酮;1000°C淬油, 200°C 回火。碳势控制在?(C) =0. 8%~0.9% 即可, 渗碳层ω(C) =1. 8% 。表面硬度 62 ~63HRC, 心部硬度 53HRC, 冲击韧度为 49J/cm2
(12) 典型应用举例
1)用于制作冲击载荷大的锻模、热挤压模、精锻模。
2) 用于铝、铜及其合金的压铸模。
3) H13 钢冲头经 CD 渗碳后,使用寿命从CrWMn钢冲头 2000 ~ 3000 次提高到9500 ~27000 次。
4) 用于高温热固性塑料模。
不同的模具钢有不同淬火方法,淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,***早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度 ,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度***快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度***慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
淬火目的
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或下贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
淬火工艺
将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性,因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齿轮、轧辊、渗碳零件等)。通过淬火与不同温度的回火配合,可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度,并可获得这些性能之间的配合(综合机械性能)以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能,如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时,原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却,奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比,马氏体硬度***高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力,当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法,淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。
淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和检测方法:
淬火工件的硬度
淬火工件的硬度影响了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度计,测试HRC硬度。淬火的薄硬钢板和表面淬火工件可测试HRA的硬度。厚度小于0.8mm的淬火钢板、浅层表面淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒,可改用表面洛氏硬度计,测试HRN硬度。
在焊接中碳钢和某些合金钢时,热影响区中可能发生淬火现象而变硬,易形成冷裂纹,这是在焊接过程中要设法防止的。
由于淬火后金属硬而脆,产生的表面残余应力会造成冷裂纹,回火可作为在不影响硬度的基础上,消除冷裂纹的手段之一。
淬火对厚度、直径较小的零件使用比较合适,对于过大的零件,淬火深度不够,渗碳也存在同样问题,此时应考虑在钢材中加入铬等合金来增加强度。
淬火是钢铁材料强化的基本手段之一。钢中马氏体是铁基固溶体组织中***硬的相(表1),故钢件淬火可以获得高硬度、高强度。但是,马氏体的脆性很大,加之淬火后钢件内部有较大的淬火内应力,因而不宜直接应用,必须进行回火。
表1钢中铁基固溶体的显微硬度值
淬火工艺的应用
淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。机械中重要零件,尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。为满足各种零件干差万别的技术要求,发展了各种淬火工艺。如,按接受处理的部位,有整体、局部淬火和表面淬火;按加热时相变是否完全,有完全淬火和不完全淬火(对于亚共析钢,该法又称亚临界淬火);按冷却时相变的内容,有分级淬火,等温淬火和欠速淬火等。
工艺过程 包括加热、保温、冷却3个阶段。下面以钢的淬火为例,介绍上述三个阶段工艺参数选择的原则。
高温淬火模具钢的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。
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