改进热处理工艺 提高冷作模具使用寿命
1、高温回火
Cr12MoV钢冷作模的热处理工艺700-750℃预热1000-1050℃加热淬火,第一次回火150-200℃空冷,第二次回火150-200℃空冷,其回火温度在200℃,因淬火时产生的内应力没有被消除而残留下来,这样在后续的电加工(包括电火花和线切割加工)中则会因应力平衡被破坏而产生变形,且这种变形又难以消除。因此为了释放淬火时产生的内应力,从而避免冷作模具在电加工时产生变形,一般先在模具上开槽或开切口以消除冷作模具中的内应力,然后再进行电加工,但即使这样也不能完全消除淬火时产生的内应力,使得模具在电加工中仍有少量变形,这对冷镦模具和精密模具的使用性能将产生很大的影响。
回火温度越高,淬火时产生的内应力消除的越多,当回火温度为500-550℃时,淬火时产生的内应力将被消除,这样就避免了在后续的电加工中,因为应力的平衡被破坏而产生变形。并且Cr12MoV钢在500-550℃回火,由于MoV(VC)碳化物的沉淀硬化作用,将产生明显的二次硬化现象,硬度为58-59HRC,比淬火硬度低2HRC左右,这一硬度完全能满足一般冷作模具的需要。因此Cr12MoV钢通过高温回火即可消除淬火时产生的内应力,又防止在电加工中模具产生变形,并且二次硬化的硬度也能保证冷作模具的需要,这样一举三得。为此,Cr12MoV钢冷作模具有必要在高温回火后再进行电加工。
电加工后,由于在加工表面将会残留下电加工的硬化层,这样很容易损伤刃口,所以必须在200-250℃进行再重新回火,防止损伤刃口等。其改进后的工艺700-750℃预热1000-1050℃加热淬火,第一次回火500-550℃空冷,第二次回火150-200℃空冷,电加工后200-300℃回火空冷。
2、超低温处理
Cr12MoV、Cr12或LD等冷作模具钢含碳量高,合金元素含量也多,加上用油淬火,所以残余奥氏体较多,(文章由江苏泰强不锈钢螺丝厂整理编辑),导致模具的硬度低、耐磨性差。由于模具钢的回火温度在200℃左右,残余奥氏体仍被保留下来,因此很难处理。一般是采用低温(-70℃—-90℃)处理使残余奥氏体马氏体化,但在此温度下,残余奥氏体的马氏体化不充分,有些残余奥氏体仍保留下来,将影响模具的耐磨性。通过实验发现,采用超低温处理工艺,即将工件在-180℃—-200℃(液态氧或液态氮)中充分冷却,这样使冷作模具中的残余奥氏体充分马氏体化,从而使冷作模具的耐磨性有显著提高。经超低温处理和低温处理后,冷镦模具在硬度上没有太明显的差别,但耐磨性可提高2-3倍。
3、结语
通过对冷作模具进行高温回火,模具淬火时产生的残余应力被完全消除了,冷作模具可避免在后续的电加工中产生变形;而采用超低温工艺处理后,冷作模具的耐磨性提高了2-3倍,从而大大延长了冷镦模具的使用寿命。
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