改進熱處理工藝 提高冷作模具使用壽命
1、高溫回火
Cr12MoV鋼冷作模的熱處理工藝700-750℃預熱1000-1050℃加熱淬火,第一次回火150-200℃空冷,第二次回火150-200℃空冷,其回火溫度在200℃,因淬火時產生的內應力沒有被消除而殘留下來,這樣在后續的電加工(包括電火花和線切割加工)中則會因應力平衡被破壞而產生變形,且這種變形又難以消除。因此為了釋放淬火時產生的內應力,從而避免冷作模具在電加工時產生變形,一般先在模具上開槽或開切口以消除冷作模具中的內應力,然后再進行電加工,但即使這樣也不能完全消除淬火時產生的內應力,使得模具在電加工中仍有少量變形,這對冷鐓模具和精密模具的使用性能將產生很大的影響。
回火溫度越高,淬火時產生的內應力消除的越多,當回火溫度為500-550℃時,淬火時產生的內應力將被消除,這樣就避免了在后續的電加工中,因為應力的平衡被破壞而產生變形。并且Cr12MoV鋼在500-550℃回火,由于MoV(VC)碳化物的沉淀硬化作用,將產生明顯的二次硬化現象,硬度為58-59HRC,比淬火硬度低2HRC左右,這一硬度完全能滿足一般冷作模具的需要。因此Cr12MoV鋼通過高溫回火即可消除淬火時產生的內應力,又防止在電加工中模具產生變形,并且二次硬化的硬度也能保證冷作模具的需要,這樣一舉三得。為此,Cr12MoV鋼冷作模具有必要在高溫回火后再進行電加工。
電加工后,由于在加工表面將會殘留下電加工的硬化層,這樣很容易損傷刃口,所以必須在200-250℃進行再重新回火,防止損傷刃口等。其改進后的工藝700-750℃預熱1000-1050℃加熱淬火,第一次回火500-550℃空冷,第二次回火150-200℃空冷,電加工后200-300℃回火空冷。
2、超低溫處理
Cr12MoV、Cr12或LD等冷作模具鋼含碳量高,合金元素含量也多,加上用油淬火,所以殘余奧氏體較多,(文章由江蘇泰強不銹鋼螺絲廠整理編輯),導致模具的硬度低、耐磨性差。由于模具鋼的回火溫度在200℃左右,殘余奧氏體仍被保留下來,因此很難處理。一般是采用低溫(-70℃—-90℃)處理使殘余奧氏體馬氏體化,但在此溫度下,殘余奧氏體的馬氏體化不充分,有些殘余奧氏體仍保留下來,將影響模具的耐磨性。通過實驗發現,采用超低溫處理工藝,即將工件在-180℃—-200℃(液態氧或液態氮)中充分冷卻,這樣使冷作模具中的殘余奧氏體充分馬氏體化,從而使冷作模具的耐磨性有顯著提高。經超低溫處理和低溫處理后,冷鐓模具在硬度上沒有太明顯的差別,但耐磨性可提高2-3倍。
3、結語
通過對冷作模具進行高溫回火,模具淬火時產生的殘余應力被完全消除了,冷作模具可避免在后續的電加工中產生變形;而采用超低溫工藝處理后,冷作模具的耐磨性提高了2-3倍,從而大大延長了冷鐓模具的使用壽命。
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