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模具鋼材(模具熱處理中的常見缺陷及預防措施)
來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2021-10-11 | 43 次瀏覽 | 分享到:
模具鋼材(模具熱處理中的常見缺陷及預防措施)
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  模具鋼材(模具熱處理中的常見缺陷及預防措施)

  

  模具鋼材(模具熱處理中的常見缺陷及預防措施)

  

  在退火、淬火、回火過程中,由于原材料結構不良,熱處理工藝或操作不當,以及模具形狀和尺寸的影響,產生各種缺陷。

  

  熱處理缺陷及預防措施

  

  鍛模熱處理中常見的缺陷有石墨碳、球化組織不良、網狀碳化物、淬火脫碳、硬度差、裂紋、過熱或過燒、腐蝕、軟點和萘斷裂等。這些缺陷都不同程度地影響鋼的工藝性能和模具的使用壽命,應采取相應的措施加以防止。簡述了鍛模熱處理中常見的缺陷及其特點、原因、危害和預防措施。

  

模具鋼


  1.石墨碳

  

  碳素工具鋼退火時,溫度過高,保溫時間過長,冷卻緩慢,導致晶粒長大和石墨碳。過度冷變形或淬火成馬氏體的鋼在退火過程中更容易產生石墨碳。石墨和大顆粒降低了模具的硬度和耐磨性。

  

  預防措施是嚴格執行工藝規范,防止溫度過高、保溫時間過長、冷卻緩慢。對于預先冷變形或淬火成馬氏體的模具,應選擇較低的溫度和保溫時間進行退火。

  

  2.球化不良

  

  球化組織硬度低,可加工性好,便于模具加工。碳素工具鋼和合金工具鋼退火時,溫度過低,保溫時間不足,會產生點狀碳化物和片狀珠光體;當溫度過高,保溫時間過長時,會產生大顆粒碳化物和粗片狀珠光體。這些結構影響切削加工性,甚至導致淬火裂紋。

  

  預防措施是正確制定球化退火工藝,注意合理加料,防止溫度不均。

  

  3.網狀碳化物

  

  過共析碳工具鋼和合金工具鋼的退火溫度超過Acm(過共析鋼中所有滲碳體完全溶解為奧氏體的溫度)且冷卻速度過慢時,網狀碳化物沿奧氏體晶界析出。網狀碳化物降低了鋼的塑性和模具的使用壽命。

  

  預防措施是正確制定退火工藝,注意合理加料,防止溫度不均。

  

  4.脫碳

  

  防止模具在加熱過程中氧化和脫碳的措施不充分,淬火介質中的氧氣和雜質(如硫酸鹽和硝酸鹽),或與模具接觸的夾片生銹,都會導致脫碳。降低脫碳模腔的硬度和耐磨性,從而降低模具壽命。

  

  預防措施:

  

  (1)鹽浴爐和淬火鹽應定期脫氧和熟化;氧化鋇應干燥脫水。

  

  (2)在箱式爐中加熱時,應將模具放入裝有保護劑的盒子中,或引入保護氣氛,防止模具氧化脫碳。

  

  (3)包裝:檢查盒體和盒蓋,不應有滲漏;鑄鐵屑應在600℃干燥。

  

  (4)使用的夾具應噴砂除銹并清洗干凈;

  

  5.硬度超出公差

  

  硬度超差的原因有:

  

  (1)鋼中存在石墨碳和碳化物的偏析和聚集;

  

  (2)表面脫碳;

  

  (3)淬火硬度過低或過高,加熱時間不足;

  

  (4)淬火冷卻過慢,分級等溫溫度過高或過長,在冷卻液中停留時間不足等。

  

  (5)回火溫度過高或不足。

  

  低硬度降低耐磨性和模具壽命;硬度過高導致模具脆性斷裂。

  

  預防措施:

  

  (1)加強原材料檢驗,確保原材料符合標準;

  

  (2)模具毛坯脫碳層應清除,淬火加熱時應注意保護;

  

  (3)調質工藝的正確控制;

  

  (4)合理選擇淬火介質,保持清潔。

  

  6.裂縫

  

  熱處理裂紋的主要原因有:

  

  (1)原料球化結構不良;

  

  (2)工件內部有很大的內應力;

  

  (3)淬火溫度過熱或過燒,表面脫碳;

  

  (4)淬火介質不當;

  

  (5)工件形狀復雜、厚度不均、尖角等。

  

  (6)重復淬火,無需中間退火;

  

  (7)淬火后未及時回火,或回火不充分。

  

  有裂縫的模具必須丟棄。

  

  針對熱處理裂紋的上述原因,相應的預防措施如下:

  

  (1)嚴格控制原材料用量;

  

  (2)低溫退火消除內應力;

  

  (3)控制淬火溫度,注意加熱保護;

  

  (4)正確選擇淬火介質和淬火方法;

  

  (5)注意復雜形狀工件的修整,必要時使用專用夾具;

  

  (6)重復淬火前進行中間退火;

  

  (7)淬火后及時回火,保證回火時間和次數。

  

  7.過熱或燃燒

  

  熱處理過熱或過燒主要發生在淬火和加熱過程中,主要原因如下:

  

  (1)原料球化結構不良;

  

  (2)淬火溫度過高或保溫時間過長;

  

  (3)在電極鹽爐中加熱時,離電極太近,局部燃燒熔化。

  

  模具燒壞的結構無法恢復,必須丟棄。對于顯微組織過熱的模具,必須在奧氏體再結晶溫度以上重新加熱,快速冷卻以細化晶粒,然后再進行再處理,才能使用。

  

  針對上述熱處理過熱和過燒的原因,相應的預防措施如下:

  

  (1)控制原材料的初步熱處理;

  

  (2)嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間;

  

  (3)模具、電極和爐底之間保持足夠的距離。

  

  8.腐蝕

  

  熱處理引起模具腐蝕的主要原因有:

  

  鹽浴脫氧不良,氯離子量大或碳酸鹽、硫酸鹽含量過高;


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