針對Cr12MoV鋼滾絲模發(fā)生早期失效，提出改進的鍛造和熱處理工藝，以獲得模具良好的綜合性能，為生產(chǎn)使用提供參考。
 1、合理的鍛造工藝
 　　滾絲模截面尺寸較大，且直接由鍛棒下料加工，未經(jīng)反復鐓粗、拔長，所以鋼中碳化物偏析嚴重，(文章由江蘇泰強不銹鋼螺絲廠整理編輯)，導致力學性能出現(xiàn)各向異性，易引起熱處理畸變與斷裂。為使大塊碳化物破碎，獲得纖維流線的合理分布，消除或減輕冶金缺陷，毛坯必須進行改鍛，同時鍛后必須進行球化退火或調(diào)質(zhì)預處理。Cr12MoV鋼鍛造溫度范圍較窄，鍛造難度大，不合理的鍛造工藝甚至會造成鍛造缺陷而惡化鋼材的質(zhì)量，所以，對滾絲模要設計嚴格合理的鍛造工藝：加熱速度不能太快－－鍛坯采用低溫入爐，緩慢加熱，500℃-550℃、800℃-900℃二級預熱，加熱速度≤100/h；加熱速度不能過高――取始鍛溫度1050℃-1100℃，既要保證毛坯充分燒透，加熱均勻，又要避免過熱、過燒；變形量不能太大――圓形軋棒造比2-3為宜，終鍛溫度950℃-920℃；鍛后冷卻不能過快。
 
 2、高溫調(diào)質(zhì)預處理
 　　調(diào)質(zhì)預處理的目的在于改善金屬組織，獲得均勻細小顆粒的碳化物，減少網(wǎng)狀和片狀碳化物偏析及其它缺陷等，為模具成形后減少變形、防止開裂，防止模具在服役中的失效有很好的作用。采用高溫調(diào)質(zhì)工藝：1100℃＊15min油淬＋ 750℃＊2h空冷。工藝中較高的淬火加熱溫度有利于小塊狀碳化物的溶解和大塊狀碳化物尖角形態(tài)的改變，緩解和減輕了碳化物數(shù)量多和呈尖角形態(tài)時易造成應力集中的不利影響，降低了模具的脆性、增加了韌度；調(diào)質(zhì)處理后由于不要求獲得索氏體組織及性能，故回火溫度可高于常溫回火溫度，以利于精加工成形。高溫調(diào)質(zhì)預處理后，毛坯合適的硬度為220-240HBS。
 
 3、真空亞溫加熱、等溫淬火最終熱處理
 　　為提高模具的強韌性，進行了不同工藝熱處理試驗。試樣處理后的硬度及無缺口沖擊韌度檢測結果見表１。按照“高碳高合金鋼的沖擊韌度隨淬火加熱溫度的升高而提高”的規(guī)律，工藝2在原工藝基礎上進一步提高了淬火加熱溫度，同時減少回火次數(shù)，從表１可見表面硬度下降，但沖擊韌度反而降低。這是因為奧氏體晶粒度隨加熱溫度升高一直在增大，較高的處理溫度提高了奧氏體的穩(wěn)定性，由于回火不充分，組織中存在大量（＞10%）為發(fā)生轉變的粗大殘留奧氏體組織。工藝3是亞溫加熱、等溫淬火的工藝，由于淬火加熱溫度較低，得到了均勻細小的復合組織的晶粒，獲得了一定數(shù)量的下貝氏體組織和隨后冷卻過程中殘余奧氏體繼續(xù)轉變得到的馬氏體組織，它使Cr12MoV鋼不僅具有較高的強度，也提高了材料的韌度。可見，采用亞溫加熱和等溫淬火使模具獲得了良好強度和韌度。
 
 表1不同工藝處理后的Cr12MoV鋼性能

項目

熱處理工藝

組織

硬度/HRC

沖擊韌度J/cm2

原工藝

1020℃*30min+200℃*2h*3次回火

M+AR+k

60-62

61

工藝2

1040℃*30min+200℃*2h*2次回火

M+AR+k

58-60

55

工藝3

980℃*30→250*20min+200*2h*3次回火

B下+M+AR+k

59-61

76

M=馬氏體 AR=殘余奧氏體 k=碳化物 B下=下貝氏體
 

4、深冷處理
 　　經(jīng)深冷處理后，工模具的使用壽命可提高1-6倍。-120℃ 深冷處理的目的是為了使殘留奧氏體繼續(xù)轉變?yōu)轳R氏體，使馬氏體的正方度和殘余應力減低至最小程度，從而使Cr12MoV鋼滾絲模獲得較高的硬度和尺寸的長期穩(wěn)定性，深冷處理還可以提高滾絲模具材料的回火穩(wěn)定性（紅硬性）。深冷處理后的180℃＊2ｈ＊3次低溫回火是為了減少內(nèi)應力，并使冷處理后的過高硬度（64HRC左右）達到所要求的技術水平（60-61HRC）。深冷處理為調(diào)整熱處理工藝提供了一條方便的途徑。
 　　Cr12MoV鋼滾絲模平均每副加工10.9級高強度緊固件11000件，使用壽命提高了12倍。