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模具上的薄钢如何冷却

发布时间:2023-03-18 20:22:16

1. 模具淬火工艺及冷却五大方法

模具淬火工艺及冷却五大方法

1.模具钢单液淬火法

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。由于模具钢冷却过程在单一冷却介质中完成的,称单液淬火法。

2.模具钢双液淬火法

顾名思义,模具钢淬火冷却过程是在两种冷却介质(最常用的是水和油)中配合完成的。使冷却过程较为理想,既在珠光体转变区域快速冷却,在马氏体转变区域缓慢冷却。

具体做法是,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第一种介质中(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100℃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)。由于马氏体转变在较缓和的冷却条件下进行,可有效地缓解或防止变形和开裂,俗称水淬油冷。

此法需要较高的操作技巧,有时可理解为三种介质,即先水,后油,最终是空气。

3.模具钢喷射淬火法

大型复杂特别是厚薄差大的工件和模具钢,为使冷却均匀,避免过大的淬火应力,控制好冷却过程不同阶段、不同部位的冷速的方法。该方法有喷液(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)、气淬等多种方式,其优点是: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;或改变不同喷嘴数量和位置;可使冷却均匀。目前,在模具热处理中最流行的.是真空高压气淬。

4.模具钢分级淬火法

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。此法能显著减少变形,并且提高模具钢的韧度,是模具零件常用的淬火方法之一。

模具钢分级淬火的温度选择有两种。一种是取被处理工件钢种的马氏转变开始温度(Ms点)以上10~30℃;另一种是选取Ms点以下80~100℃。分级的停留时间也要掌握好,过短,则温度不够均匀,未能达到分级淬火的目的;过长,则可能发生非马氏体相变而降低硬度。

5.模具钢等温淬火法

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。此法目的有缓解变形和开裂、淬火应力小等优点,具有与回火马氏体相近的强度和韧度。

避免模具钢使用过程中出现变形、开裂的现象,对于模具钢淬火工艺后的冷却,也是必须的,这样会使模具钢不易变形。

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2. 求热冲模具处理方法

先要搞清楚你模具材料使用的是什么牌号

加热的温度是很有讲究的,每个牌号的奥氏体化温度都不一样

还有就是冷却的速度也是要控制的

冷却完之后还要回火,如果不懂的话建议找专业的热处理公司去做

还有就是材料选择,H13是最基本,由于冲铜的,铜的熔点较高一般都采用一胜百的QRO-90

下面是一些热处理资料供参考,附件还有QRO-90的资料

热处理的定义:热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。

热处理的发展:

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。1850~1880年,对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。二十世纪以来,金属物理的发展和其他新技术的移植应用,使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901~1925年,在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳;30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控,以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法;60年代,热处理技术运用了等离子场的作用,发展了离子渗氮、渗碳工艺 ;激光、电子束技术的应用,又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。热处理的工艺特点:

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,最早是采用木炭和煤作为热源,近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,加热速度极快,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最慢,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。

工艺分类

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,获得需要的金相组织,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

工艺手段

退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬火介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆,为了及时消除脆性,一般需要及时回火。

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。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。

把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理。

表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是前者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、盐类介质或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后,有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说,它可以保证和提高工件的各种性能 ,如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态,以利于进行各种冷、热加工。

例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁,提高塑性 ;齿轮采用正确的热处理工艺,使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高;另外,价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能,可以代替某些耐热钢、不锈钢;工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。

补充手段

一、退火的种类

退火是将工件加热到适当温度,保持一定时间,然后慢慢冷却的热处理工艺。

钢的退火工艺种类很多,根据加热温度可分为两大类:一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火,又称为相变重结晶退火,包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火(均匀化退火)等;另一类是在临界温度以下的退火,包括再结晶退火及去应力退火等。按照冷却方式,退火可分为等温退火和连续冷却退火。

1. 完全退火和等温退火

完全退火又称重结晶退火,一般简称为退火,它是将钢件或钢材加热至Ac3以上20~30℃,保温足够长时间,使组织完全奥氏体化后缓慢冷却,以获得近于平衡组织的热处理工艺。这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸,锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理。

2. 球化退火

球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具、量具、模具所用的钢种)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。

3. 去应力退火

去应力退火又称低温退火(或高温回火),这种退火主要用来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后,或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

4.不完全退火是将钢加热至Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~ACcm(过共析钢)之间,经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。

二、淬火时,最常用的冷却介质是盐水,水和油。盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。

三、钢回火的目的

1.降低脆性,消除或减少内应力,钢件淬火后存在很大内应力和脆性,如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。

2.获得工件所要求的机械性能,工件经淬火后硬度高而脆性大,为了满足各种工件的不同性能的要求,可以通过适当回火的配合来调整硬度,减小脆性,得到所需要的韧性、塑性。

3.稳定工件尺寸

4.对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火(或正火)后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工。

补充概念

1.退火:指金属材料加热到适当的温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有:再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的:主要是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组 织和成分的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等。

2.正火:指将钢材或钢件加热到或 (钢的上临界点温度)以上,30~50℃保持适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的:主要是提高低碳钢的 力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷,为后道热处理作好组织准备等。

3.淬火:指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度,保持一 定的时间,然后以适当的冷却速度,获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火,马氏体分级淬火,贝氏体等温淬火,表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组 织准备等。

4.回火:指钢件经淬硬后,再加热到 Ac1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷 却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有:低温回火,中温回火,高温回火和多次回火等。

回火的目的:主要是消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等。

5.调质:指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

6.渗碳:渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

真空方法

因为金属工件的加热、冷却等操作,需要十几个甚至几十个动作来完成。这些动作内在真空热处理炉内进行,操作人员无法接近,因此对真空热处理电炉的自动化程度的要求较高。同时,有些动作,如加热保温结束后,金属工件进行淬火工序须六、七个动作并且要在15秒钟以内完成。这样敏捷的条件来完成许多动作,很容易造成操作人员的紧张而构成误操作。因此,只有较高的自动化才能准确、及时按程序协调。

金属零件进行真空热处理均在密闭的真空炉内进行,严格的真空密封众所周知。因此,获得和坚持炉子原定的漏气率,保证真空炉的工作真空度,对确保零件真空热处理的质量有着非常主要的意义。所以真空热处理炉的一个关键问题,就是要有可靠的真空密封构造。为了保证真空炉的真空性能,真空热处理炉结构设计中必须道循一个基本原则,就是炉体要采用气密焊接,同时在炉体上尽量少开或者不开孔,少采用或者避免采用动密封结构,以尽量减少真空泄露的机遇。安装在真空炉体上的部件、附件等如水冷电极、热电偶导出装置也都必须设计密封构造。

大部分加热与隔热材料只能在真空状态下使用。真空热处理炉的加热与隔热衬料是在真空与高温下工作的,因而对这些材料提出了耐高温,辐射成果好,导热系数小等要求。对抗氧化性能要求不高。所以,真空热处理炉广泛采用了钽、钨、钼和石墨等作加热与隔热构料。这些材料在大气状态下极易氧化,因此,普通热处理炉不能采用这些加热与隔热材料。

水冷装置:真空热处理炉的炉壳、炉盖、电热元件、水冷电极、中间真空隔热门等部件,均在真空、受热状态下工作。在这种极为不利的条件下工作,必须保证各部件的结构不变形、不损坏,真空密封圈不过热、不烧毁。因此,各部件应该根据不同的情况设置水冷装置,以保证真空热处理炉能够正常运行并有足够的利用寿命。

采用低电压大电流:真空容器内,当真空空度为几托一lxlo-1托的范围内时,真空容器内的通电导体在较高的电压下,会产生辉光放电现象。在真空热处理炉内,严重的弧光放电 会烧毁电热元件、隔热层等,造成重大事故和损失。因此,真空热处理炉的电热元件的工作电压一般都不超过80一100伏。同时在电热元件结构设计时要采取有效办法,如尽量避免有尖端的部件,电极间的间距不能太小,以防止辉光放电或者弧光放电的产生。

回火

根据工件性能要求的不同,按其回火温度的不同,可将回火分为以下几种:

(一)低温回火(150-250度)

低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下,降低其淬火内应力和脆性,以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具,量具,冷冲模具,滚动轴承以及渗碳件等,回火后硬度一般为HRC58-64。

(二)中温回火(250-500度)

中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈服强度,弹性极限和较高的韧性。因此,它主要用于各种弹簧和热作模具的处理,回火后硬度一般为HRC35-50。

(三)高温回火(500-650度)

高温回火所得组织为回火索氏体。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理,其目的是获得强度,硬度和塑性,韧性都较好的综合机械性能。因此,广泛用于汽车,拖拉机,机床等的重要结构零件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200-330。

变形预防

精密复杂模具的变形原因往往是复杂的,但是我们只要掌握其变形规律,分析其产生的原因,采用不同的方法进行预防模具的变形是能够减少的,也是能够控制的。一般来说,对精密复杂模具的热处理变形可采取以下方法预防。

(1)合理选材。对精密复杂模具应选择材质好的微变形模具钢(如空淬钢),对碳化物偏析严重的模具钢应进行合理锻造并进行调质热处理,对较大和无法锻造模具钢可进行固溶双细化热处理。

(2)模具结构设计要合理,厚薄不要太悬殊,形状要对称,对于变形较大模具要掌握变形规律,预留加工余量,对于大型、精密复杂模具可采用组合结构。

(3)精密复杂模具要进行预先热处理,消除机械加工过程中产生的残余应力。

(4)合理选择加热温度,控制加热速度,对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。

(5)在保证模具硬度的前提下,尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。

(6)对精密复杂模具,在条件许可的情况下,尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。

(7)对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。

(8)在修补模具砂眼、气孔、磨损等缺陷时,选用冷焊机等热影响小的修复设备以避免修补过程中变形的产生。

另外,正确的热处理工艺操作(如堵孔、绑孔、机械固定、适宜的加热方法、正确选择模具的冷却方向和在冷却介质中的运动方向等)和合理的回火热处理工艺也是减少精密复杂模具变形的有效措施。

3. 冷作模具钢的选材与热处理方法

冷作模具钢
对冷作模具材料的主要性能要求是:良好的耐磨性,足够的强度和韧性,高的疲劳寿命,良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。
九十年代以前,国内常用的冷作模具钢有:碳素工具钢T1OA,合金工具钢9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si;高速工具钢 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2;轴承钢GCr15;弹簧钢60Si2Mn,渗碳钢20Cr、12CrNi3A;不锈钢3Crl3等。其中用量最大的是 C r12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和 W18Cr4V。
为满足生产要求,国内先后研究开发了一系列新型冷作模具钢。

1、低合金冷作模具钢
国内开发的低合金冷作模具钢中,有7CrSiMnMoV(代号CH)、
6CrMnNiMoVSi(代号GD)、 6CrMnNiMoVWSi(DS)、CrNiWMoV等。这些钢的淬透性好,淬火温度较低,热处理变形小,价格低,具有较好的强度和韧性的配合,适用于制造精度复杂模具。
7CrSiMnMoV,代号CH,在820~1000℃淬火,可获得HRC60以上的硬度,是一种空淬微变形钢,可以火焰加热空冷淬硬。该钢的耐磨性尽管比Cr12MoV差,但比9Mn2V和T10A好;抗弯强度、抗压强度和冲击韧性都优于Cr12MoV和9Mn2V;热处理后的变形量和常用的Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr4W2MoV等钢知森局相当。 CH钢具有良好的强韧性和良好的工艺性,可用于代替T10A、9Mn2V、CrWMn、GCr15、Cr12MoV等制造对强韧性要求较高的冷作模具,如冲孔凸模、中薄钢板(2~5mm厚)的修边落料模等。由于该钢可以采用火焰加热空冷淬硬,所以也用于制造要求表面火焰淬火的部分汽车模具。 6CrMnNiMoVSi,代号GD,较CH钢增加了0.85%左右的Ni,进一步强韧化了基体。该钢的淬火温度范围较宽,淬透性好,也可火焰加热空冷淬火,具有良好的强韧性。当用于制造易崩及断裂的冷冲模具时,模具寿命较高。

2、高强韧耐磨钢
Cr12系列冷作模具钢是较广泛采用的钢种系列,具有良好的淬透性和耐磨性,但共晶碳化物偏析较严重,韧性较差,淬火后异常变形较大。为弥补搭让此类钢的性能缺陷,国内先后开发了一些高强韧耐磨钢,如7 Cr7Mo2V2Si(代号 L D)、Cr8WmoV3Si(代号 ER5)、9 Cr6W3Mo2V2 (代号 GM)、Cr8MoV2Ti、80Cr7Mo3W2V等。与 Cr12、Cr12MoV相比,此类钢的碳和铬的含量较低,改善了碳化物不均性,提高了韧性;适当增加了 W、Mo、V等合金元素的含量,从而增强了二次硬化能力,提高了耐磨性。所以,此类钢在具有良好的强韧性的同时,还有优良的耐磨性和较好的综合性能,主要用于制造承受应力较大、要求高强韧性和耐磨损的各类冷作模具。
7Cr7Mo2V2Si,代号LD,最初是针对冷镦模具而研制的。其碳含量低于 G.Steven推荐的'平衡碳'规律,使钢在具有高硬度的同时,又具有较好的韧性;加入Cr、Mo、V元素,有利于二次硬化,保证钢具有较高的硬度、强度和良好的耐磨性;加入一定量的 Si,以强化基体,提高回火稳定性。LD钢常用的热处理工艺是1100~1150℃ 淬火,530~570℃ 回火,回火后硬度 HRC57~63。1100℃淬火后的组织为细针马氏体十残留奥氏体十剩余碳化物,晶粒度10.5级。 l100℃ 淬火、570℃回火后的组织为回火马氏体春猛十残余碳化物。 LD钢已被广泛应用于制造冷锻、冷冲、冷压、冷弯等承受冲击、弯曲应力较大,又要求耐磨损的各类冷作模具。
Cr8MoWV3Si,代号 ER5,在具有较高强韧性的同时,又具有突出好的耐磨性。该钢在回火过程中弥散析出的特殊碳化物,是 ER5比 Crl2系钢具有更高强韧性和耐磨性的重要原因。ER5钢适用于制造承受冲击力较大,冲击速度较高的精密冷冲,重载冷冲以及要求高耐磨的其他冷作模具。
9Cr6W3Mo2V2,代号GM,也是以提高耐磨性为主要目的而研制的高耐磨冷作模具钢。该钢通过 Cr、 W、Mo、V等碳化物形成元素的合理配比,并根据'平衡碳'规律配碳,使钢具有最佳的二次硬化能力及抗磨损能力,同时又保持了较高的强韧性和良好的冷热加工性能,适用于制造冲裁、冷挤、冷锻、冷剪、高强度螺栓滚丝轮等精密、高耐磨冷作模具。

4. 模具钢如何淬火

模具钢国标通用淬火方法:
箱式电阻炉 加温淬火温度:960°
油冷
回火温度:250°-280°封闭于炉内自然冷却
硬度60-62HRC落料模具必须回火!

5. 有个问题问一下:焊接一厚一薄同材料的2块钢板,为什么要预热厚的钢板厚的钢板和薄的钢板哪个冷却的快

预热是为了方便焊接的完美,厚的钢板和薄的钢板,肯定是薄的冷的快一点。

不知道我这么说有没有错。

6. 如何避免压铸模具钢材的过热,过烧,从而提高和改进

过热是压铸模具钢材在稍低于过烧温度的高温下长期保温,晶粒过分长大的现象。过热使金属在锻造时塑性下降,降低了压铸模具钢材的力学性能。对于未锻造或轧制的过热压铸模具钢材,为了改善过热造成的粗晶组织,一般可采用冷却后重新加热重结晶后锻造或轧制的方法来解决。若锻后可通过热处理的方法来细化晶粒。

过烧是由于加热温度过高,致使压铸模具钢材中熔点较低的组成物熔化而导致不可挽回的缺陷。一般钢锭具有很薄很致密细小的等轴晶保护层,在加热过程中可以防止氧化性炉气浸入钢锭内部。而钢锭在冷却过程中形成的晶间裂纹可穿过致密的表面结晶层和大气相沟通,具有这种晶间裂纹的钢锭是最容易过烧的,这种裂纹就是炉气向钢锭内侵入的通道。渗入晶粒边界的氧化性气体,使晶间的氧化物变脆。预先剥皮的钢锭在加热时就要特别注意,因为剥皮时把所有可防止裂纹与炉气相通的很致密的表面结晶层去掉了,所以就有可能暴露大量的裂纹缺陷,晶间裂纹的存在不仅使氧化性炉气容易向钢锭内渗入,而且也造成了过热时促使易熔晶间物质渗出的条件,晶间空隙的产生又引起新的通道的形成,炉气便沿该通道进入钢锭内部,因此在加热时应更加注意。
过烧现象一般都是从表面且沿晶界开始的,并向钢锭的内部发展,在开始形成不大的空隙-空穴,其后进一步扩大,若晶间空隙的表面氧化过程得到充分发展,则由于失掉晶间联系而使钢锭在锻造或轧制时碎裂。
为了使钢锭或钢坯在热加工过程中防止过热或过烧,应根据压铸模具钢材的化学成分和尺寸制定正确合理的加热规范,并严格执行。选择合理的炉型并采用微机控制是提高加热质量的重要的保证。尽量减少炉内的过剩空气量,高温下应调节成弱氧化性气氛;在火焰炉内加热时,钢料应离开烧嘴一定的距离,避免钢料与火焰直接接触,以防钢料局部过热和过烧,如因锻压设备发生故障而长时间停锻时必须降低炉温和采取其他措施。

7. 怎么让铁淬火

钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。

淬火的目的:

1、提高金属成材或零件的机械性能。例如:提高工具、轴承等的硬度和耐磨性,提高弹簧的弹性极限,提高轴类零件的综合机械性能等。

2、改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性,增加磁钢的永磁性等。淬火冷却时,除需合理选用淬火介质外,还要有正确的淬火方法,常用的淬火方法,主要有单液淬火,双液淬火,分级淬火、等温淬火,局部淬火等。

钢铁工件在淬火后具有以下特点:得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡(即不稳定)组织;存在较大内应力;力学性能不能满足要求。因此,钢铁工件淬火后一般都要经过回火。

(7)模具上的薄钢如何冷却扩展阅读

1、模具钢单液淬火法

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。由于模具钢冷却过程在单一冷却介质中完成的,称单液淬火法。

2、模具钢双液淬火法

模具钢淬火冷却过程是在两种冷却介质(最常用的是水,油)中配合完成的。使冷却过程较为理想,既在珠光体转变区域快速冷却,在马氏体转变区域缓慢冷却。

具体做法是,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第一种介质中(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℃。

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)。由于马氏体转变在较缓和的冷却条件下进行,可有效地缓解或防止变形和开裂,俗称水淬油冷。

8. 关于模具热处理学习方面的总结经验有大咖分享一下吗谢谢

1. H13模具钢如何热处理硬度才能达到58度?进行1050~1100度加热淬火,油淬,可以达到要求,但一般热作模具是不要求这么高的硬度的,这么高的硬度性能会很差,不好用,一般在HRC46~50左右性能好、耐用。

2. 模具热处理过后表面用什么洗白?问题补充:我是开模具抛光店的,一般模具都用油石先打过再拿去渗氮,渗氮回来又要用油石把那一层黑的擦白,再抛光很麻烦,不擦白打不出镜面来,材料有H13的,有进口的好多种,如果有药水能洗白的话,就可以直接抛光了。(1)可以用不锈钢酸洗液,或者盐酸清洗。喷砂处理也可以。磨床磨的话费用高,而且加工量大,有可能使尺寸不达标的。盐酸洗不掉的话,估计您用的是高铬的模具钢?是D2还是H13?高铬模具钢的氧化层比较难洗掉。用不锈钢酸洗液应该可以,磨具商店或者不锈钢商店都有卖的。

(2)你们没有不锈钢酸洗膏吗?那种可以。H13这类含铬比较高的模具钢,氧化层是难以用盐酸洗掉的。还有一个办法,我自己也在用。你们的模具既然已经油石磨过,表面就是比较光滑的。实际上,可以先只用粗的油石打磨,或者用砂带打磨,之后就去热处理。回来之后再用细油石打磨。而我用的办法是,用纤维轮先打磨,就可以有效的把黑皮去除,再研磨抛光。或者喷砂,用800 目的碳化硼做一遍喷砂试试,应该就能够去除黑皮,还不需要化太多功夫重磨。

3.热处理厂对金属是怎么热处理的?

热处理厂的设备非常多,炉子大概有箱式炉,井式炉,箱式炉用的最多,很多热处理都可以在这里面处理,比如退火,正火和淬火的加热过程,回火这些常见的热处理。

其实就是一个用电加热的炉子,先将炉子升温到预定温度,然后把工件丢进去,等待一段时间到预定温度,然后保温一段时间,然后取出,或者在炉子里一起冷却,井式炉一般是作为渗碳处理设备,是一个埋到地下的炉子,工件放进去之后,密封,然后往炉子里面滴入一些富碳液体,比如煤油或则甲醇,然后在高温下这些液体分解成碳原子渗入工件表面。

淬火池是淬火的场所,就是一个池子,里面有水溶液或者是油,就是箱式炉出来的工件淬火的冷却的地方,一般就是直接丢进去,然后等一段时间捞出来。还有其他的一些设备,比如高频机,就是一个可以将50 赫兹的工频电变成一个200K赫兹电流的超大功率的设备,比如常见的有 200千瓦的最大功率,然后用一个内部通冷却水的铜管做的线圈放在工件的外面,一般几十毫米的工件,几秒种到十几秒的时候你就看到工件表面变红,表面温度到预定值的时候,然后有一个水套升上来喷淬火液到工件表面,完成淬火过程。常见的就这些了。

4.我们最近的 Cr12 或 Cr12MoV 的材料热处理和裂了几次了,为什么

五金模具上的最好将零件尺寸、形状及热处理要求,和你们采取的热处理工艺曲线告之,否则很难讲。这两种钢是一类,属高碳高铬莱氏体钢,本身就有冷裂倾向。热处理工艺也较复杂。

下面在没有上述资料的情况下谈些我的经验: 950-1000C 淬火,油冷,HRC>58. 为获得热硬性和高的耐磨性,淬火温度增高至 1115-1130C,油冷。 细薄的可空冷,为了减少变形也在400-450C盐液冷却。 不要在 300-375C 回火,会降低工具的韧性,出现回火脆性,另外淬后立即回火。高于 1100C 淬火的,在520C 回火2-3 次。请注意过高的淬火温度会有脱碳的倾向,为此可在淬火前进行预先热处理--球化退火。

5.怎样区分热处理件和没有热处理的工件?

问题补充:工人不小心把一个未经热处理的生件和一批调试好的经过热处理的工件混在一起,现在如何把他们区分开来,不要切割工件看金相啊,那样会破坏产品,要急着发货?热处理工艺 30Cr 经正火、再淬火、然后回火,生件是 铸件未经热处理。两者都经过了抛丸处理颜变色分不出来了,还有硬度都是在35-45之间了,靠硬度无法区分。

如果也不能通过硬度和热处理氧化色来判别。我建议你通过敲击声音来辨别。铸件和淬火+回火态工件金相组织不同,内耗有差异,通过轻轻敲击,可能能分辨。

6. 热处理中的过烧是什么意思?

超过规定加热温度,致使晶粒长大,各项力学性能变坏如脆性变大,韧性下降,容易变形和开裂等等,控制好加热温度可以避免过烧。指钢在固液相线的温度范围内的某一个温度以上加热时,奥氏体晶界发生了化学 成分变化,局部或整个晶界出现烧熔现象。此时晶界上会富集S,P等化合物,导致晶界结合力降低,机械性能严重恶化。过烧后钢材不能通过热处理或加工方法补救。

7. 模具淬火裂纹产生的原因及预防措施?

产生的原因:

1)模具材料存在严重的网状碳化物偏析。

2)模具中存在有机械加工或冷塑变形应力。

3)模具热处理操作不当(加热或冷却过快、淬火冷却介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长等)。

4)模具形状复杂、厚薄不均、带尖角和螺纹孔等,使热应力和组织应力过大。

5)模具淬火加热温度过高产生过热或过烧。

6)模具淬火后回火不及时或回火保温时间不足。

7)模具返修淬火加热时,未经中间退火而再次加热淬火。

8)模具热处理的,磨削工艺不当。

9)模具热处理后电火花加工时,硬化层中存在有高的拉伸应力和显微裂纹。

预防措施:

1)严格控制模具原材料的内在质量

2)改进锻造和球化退火工艺,消除网状、带状、链状碳化物,改善球化组织的均匀性。

3)在机械加工后或冷塑变形后的模具应进行去应力退火(>600℃)后再进行加热淬火。

4)对形状复杂的模具应采用石棉堵塞螺纹孔,包扎危险截面和薄壁处,并采用分级淬火或等温淬火。

5)返修或翻新模具时需进行退火或高温回火。

6)模具在淬火加热时应采取预热,冷却时采取预冷措施,并选择合适淬火介质。

7)应严格控制淬火加热温度和时间,防止模具过热和过烧。

8)模具淬火后应及时回火,保温时间要充分,高合金复杂模具应回火2-3 次。

9)选择正确的磨削工艺和合适的砂轮。

10)改进模具电火花加工工艺,并进行去应力回火。

8. 怎么进行大型冲压模具的热处理?尤其切边这类模具经常生产有毛刺,不能正常运行的情况。

(1)模具热处理尽量选真空热处理, 以获得最小的变形量。

(2)模具可采用拼接结构,分成小块就好热处理了。最好用慢丝割,精度高、光洁度高、变形小。间隙有保证,毛刺会小的。看看你的设备精度是否很差。

(3)切边毛刺大除了上面的几位提到的,我认为凸模单边受力,强度不够可能性大。是否凸模太单薄?是否设计靠刀?还有板料热处理后有残余应力,线割后会出现变形,可以考虑较大的线割孔预先铣出再热处理,留3~4mm线割。

9. 我用H13钢来做热挤压模具锻造工件是黄铜热处理为45~48°模具直径120mm,高70mm,工作数小时后模具开裂?

(1)锻压温度大概是900~1000℃?是不是温度太高了? 模具使用前没有经过充分预热也有可能容易开裂。模具设计不合理也有可能容易开裂。将模具的回火温度提高一些,缩小和实际锻压温度的差距,回火实际长一些。

(2)这个要综合考虑的,必要的时候要做下金相,才能基本判断原因的哦。

10. 模具表面有软点产生原因及预防?

产生原因

1)模具在热处理前表面有氧化皮、锈斑及局部脱碳。

2)模具淬火加热后,冷却淬火介质选择不当,淬火介质中杂质过多或老化。

预防措施:

1)模具热处理前应去除氧化皮、锈斑,在淬火加热时适当保护模具表面,应尽量采用真空电炉、盐浴炉和保护气氛炉中加热。

2)模具淬火加热后冷却时,应选择合适的冷却介质,对长期使用的冷却介质要经常进行过滤,或定期更换。

11. 模具热处理前组织不佳?

产生原因:

1)模具钢材料原始组织存在严重碳化物偏析。

2)锻造工艺不佳,如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等,使锻造组织粗大并有网状、带状及链状碳化物存在,使球化退火时难以消除。

3)球化退火工艺不佳,如退火温度过高或过低,等温退火时间短等,可造成球化退火组织不均或球化不良。

预防措施:

1)一般应根据模具的工作条件、生产批量及材料本身的强韧化性能,尽量选择品质好的模具钢材料。

2)改进锻造工艺或采用正火预备热处理,来消除原材料中网状和链状碳化物及碳化物的不均匀性。

3)对无法进行锻造的碳化物偏析严重的高碳模具钢可进行固溶细化热处理。

4)对锻造后的模坯制定正确的球化退火工艺规范,可采用调质热处理和快速匀细球化退火工。

5)合理装炉,保证炉内模坯温度的均匀性。

12. 模具淬火后组织粗大,使用时将会使模具产生断裂,严重影响模具的使用寿命?

产生的原因:

1)模具钢材混淆,实际钢材淬火温度远低于要求模具材料的淬火温度(如把GCr15 钢当成3Cr2W8V 钢)。

2)模具钢淬火前未进行正确的球化处理工艺,球化组织不良。

3)模具淬火加热温度过高或保温时间过长。

4)模具在炉中放置位置不当,在靠近电极或加热元件区易产生过热。

5)对截面变化较大的模具,淬火加热工艺参数选择不当,在薄截面和尖角处产生过热。

预防措施:

1)钢材入库前应严格进行检验,严防钢材混淆乱放。

2)模具淬火前应进行正确的锻造和球化退火,以确保良好的球化组织。

3)正确制定模具淬火加热工艺规范,严格控制淬火加热温度和保温时间。

4)定期检测和校正测温仪表,保证仪表正常工作。

5)模具在炉中加热时应与电极或加热元件保持适当的距离。

13. 用 Cr12MoV 钢制造冷模具应如何进行热处理?

高硬度高耐磨高韧性优化处理:980~1200度加热淬火,油淬(机油)400度回火一次,240 度回火一次,HRC57~61,超耐用不崩刃。

14. H13模具钢热处理后出现裂是什么原因,淬火温度是1100 度,放在油中冷却?

可以进行金相分析,看表面是否有材料是否有脱碳现象,开裂的话一般都是脱碳引起,H13 一般都是做挤压模,对材料的硬度要求不是很高,你用的是不是真空 炉建议用 1030~1050℃试下.

15. 模具的导柱导套通常采用什么材料?采用何种热处理,达到怎样的性能要求?

(1)在内地用45#碳素结构钢或碳素工具钢,热处理淬火硬度HRC45 度左右,达不到HRC58~62,就是到了那么高,很易断。

(2)一板高要求的是用SKD61或SKD11和H13等热处理淬火硬度HRC51度左右。

16. 模具制造中热处理的用途?怎样应用?

问题补充:是不是模板加工好以后进行热处理,主要是哪个环节?

模具制造中热处理的作用: 提高硬度、耐磨性,从而提高其寿命;强度加强,变形减小,保证模具的精度和精度稳定性;

17. 模具的失效原因分析?

失效大部分是由断裂、磨损和变形而引起,其主要原因是热处理不当和模具加工不良。因此,合理选择材料、正确制订热处理工艺,提高热处理质量,对于延长模具使用寿命起着关键作用。模具热处理包括预先热处理和最终热处理,热处理的最终目的是使模具有良好的表面质量和强度、塑性和韧性的合理配合。

18. Cr12mov 模具钢热处理后出现一块一块的掉的原因?

(1)你可能是在淬火时,超过温度太多,过热,造成晶粒粗,脱碳严重,马氏体粗大,断口粗晶,韧性、塑性低。

(2)加热温度过高、保温时间过长,造成材料表面脱碳严重,组织晶粒粗大、 结合力差,塑性显著降低。

建议:校对加热设备;调整淬火、回火温度和时间;做试样热处理工艺试验,进行必要性能测试分析。

19. 盐浴热处理的优点?

优点:受热均匀变形量小,少无氧化脱碳,加热快,能很快转变工件内部组织结构,保温性能和加热均匀性能好,可以进行固溶处理加热,适用性广泛,可进行近乎无氧化的出货处理等。

缺点:工作环境恶劣,对工件有一定腐蚀,使用寿命相对较短,工作空间尺寸和功率来讲,功率较大,尺寸较小。而且废盐对环境有些污染,如果客户有对无氧化有较高要求的话可以考虑,成本一般情况。

20. 检验热处理效果用什么方法?

简单的检查表面硬度。准确的破检:检查淬硬层深、心部硬度、淬火金相组织等级、调质金相组织等级。淬硬层深临界硬度值=淬火硬度最小值 X0.8。

21. 模具材料深冷处理的作用有哪些?

深冷处理是淬火后工件冷却过程的延续,在模具行业中的应用主要体现在冷作模具钢和高速钢、轴承钢,冷作模具和模具配件都有深冷技术应用的案例。深冷将会改变一些相关机械性能,主要作用如下几点:提升工件的硬度及强度,保证工件的尺寸精度提高工件的耐磨性,提高工件的冲击韧性,改善工件内应力分布,提高疲劳强度,提高工件的耐腐蚀性能。

22. 热处理后线割开裂是模板的问题还是热处理的问题?

(1)我是搞热处理的,我个人认为是热处理的问题。因为没有经过热处理的钢进行线切割是很难开裂的,线切割开裂是因为切割时出现应力集中。因此热处理时不光要达到热处理要求的硬度还必须消除内应力。消除内应力的关键就是回火的温度和回火的时间。若回火温度太底,回火时间再长内应力也无法消除;若回火温度太高,虽然消除了应力,但却不能达到要求;若回火温度合适,但回火时间太短,应力也无法完全消除。因此热处理后线切割开裂的关键是回火温度和回火时间的控制。

(2)热处理后线切割开裂这种情况比较复杂,有模具淬火后回火不充分的可能,也有模具锻造时存在缺陷的可能。如果是一般的碳钢模具,回火不充分是主要原因,需要优先考虑,对高合金模具来说,也有可能材料本身存在缺陷,如杂质、碳化物偏析等情况,这些需要高倍金相检测才能判断。

23. Cr12MoV热处理爆裂原因有哪些?

(1)冷却介质是否冷却过快(不能用盐水,水剂等)

(2)淬火前,可能没有退好火,造成内应力过大

(3)材料冶金不好(非金属夹杂物,带状组织,共晶碳化物)

(4)淬火时,炉温升的过快

(5)没有及时回火

24. 什么是非热处理强化?

表面处理:如镀硬铬,增加零件的耐磨性;

喷丸强化:用于承受交变应力下工作的零件,可以大大提高疲劳强度;

滚压:利用滚压工具在常温状态下对零件表面施加压力,使金属表面产生塑性变形,修正金属表面的微观几何形状,提高表面光洁度,提高零件疲劳强度以及耐磨性和硬度。

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