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　　　　热处理工艺对模具有哪些影响？

　　

　　　　通过热处理，模具可以获得所需的工艺性能和使用性能，在正常使用条件下可以保证一定的使用寿命。但是，如果热处理工艺不合理或不当，会出现明显的缺陷，如变形和开裂，严重影响模具钢的显微组织，造成模具早期失效，缩短模具寿命。

　　

　　　　模具热处理包括初步热处理，如球化退火、正火nak80是什么材质、消除应力回火、淬火和回火等。还包括更终热处理，如淬火、回火和表面强化处理。

　　

　　　　1.坯料预处理工艺的影响

　　

　　　　正确的预处理对提高模具的承载能力和使用寿命起着积极的作用。初步热处理的主要目的是获得所需的加工性能，为模具的更终热处理做准备。其作用是消除毛坯的残余结构缺陷，形成有利于强韧性、冷加工工艺性和减少淬火缺陷的原始结构。热处理的关键是选择加热温度以保证碳化物完全溶解或合金元素完全溶解，选择冷却方式(速度或等温温度)以保证合适的切削硬度和析出碳化物的均匀分布。

　　

　　　　锻造后退火可以消除锻造后的应力，调节工件的加工硬度，也可以调节碳化物的形状和分布。退火是否充分对模具钢的抗断裂性能有很大影响，因此有必要对退火工艺给予足够的重视。预处理后的显微组织对淬火开裂倾向和变形胀缩倾向也有很大影响。预处理后获得的调质细球状组织的变形倾向远小于片状珠光体组织。

　　

　　　　钢中碳化物分布不均匀会对模具的强度和韧性造成明显的损伤，可以通过锻造工艺，然后进行适当的热处理来改善。比如T8A钢冲头经过碳化物细化处理后进行低温淬火，可以显著减少开裂，延长使用寿命10倍。Cr2钢经碳化物微粉化处理后淬火回火至59~60 nak80塑胶模具钢HRC，其无缺口冲击值比普通处理可提高1倍以上，模具寿命可提高1~2倍。通过高温固溶处理和正火消除锻坯中的网状二次碳化物或链状碳化物，可以明显提高钢的断裂韧性。细化碳化物后，钢的塑性和冲击韧性可提高近一倍。

　　

　　　　高速钢和高铬钢中共晶碳化物的碳化物不均匀性可以通过高温奥氏体化退火和等温退火由8~9级转变为6~7级。能显著改善小坯料中碳化物的分布，特别是促进小尺寸碳化物的球化和大尺寸碳化物的圆整，细化晶粒。用于冷镦模具时，使用寿命可提高一倍以上。

　　

　　　　奥氏体晶粒超细预处理可以全面提高模具钢的强度、韧性和抗压强度。W6Mo5Cr4V2钢经超细化处理后，晶粒尺寸从10极增加到12极，抗弯强度提高了近20%。9SiCr钢轧制模具经超细预处理后，晶粒度由常规处理后的8-9级细化到13-14级，抗弯强度提高30%，断裂挠度提高40%，使用寿命提高1倍以上。

　　

　　　　2.更终热处理工艺的影响

　　

　　　　更终热处理的关键是淬火工艺的制定。热处理工艺或操作不当导致的早期模具失效数量约占模具失效总数的60%。加热温度、保温时间、冷却速度、炉内气氛等工艺参数选择不当，会导致模具淬火开裂或早期失效。热处理过程中，模具应加热均匀，冷却均匀，防止模具表面氧化脱碳。淬火后，应及时充分回火，以提高模具硬度的均匀性，从而获得良好的耐磨性、高抗疲劳性或高冷热疲劳寿命。

　　

　　　　淬火温度过高，会使奥氏体晶粒长大，大量碳化物溶于基体，淬火后会出现粗大的针状马氏体，增加模具的热处理应力，使模具变脆，在使用中容易开裂、碎裂、断裂。例如冷加工模具道碴拉伸模是由走私的150mm CrWMn钢棒经热处理和油冷淬火在840~850℃淬火而成。当模具冲压400个产品时，出现断裂。经调查，是由于温控仪表故障，使模具淬火温度高达870℃，淬火后产生粗大马氏体，增加了模具的脆性。此外，由于残留奥氏体量大，钢的导热系数降低，磨削过程中容易形成磨削裂纹，导致磨削裂纹迅速扩展，模具在使用中开裂。

　　

　　　　如果淬火温度过低，不能保证足够的合金元素溶解在基体中，导致钢的淬透性、回火稳定性、模具硬度、高温强度、结构稳定性和钢的冷热疲劳抗力降低，导致模具坍塌、变形和磨损，从而降低模具的使用寿命。

　　

　　　　淬火冷却是淬火后获得所需组织和性能的决定性因素。如果冷却过快或油温过低，容易产生淬火裂纹，严重缩短疲劳寿命，甚至导致早期断裂。如果冷却速度太慢，会发生非马氏体相变，这也会对模具寿命产生不利影响。对于碳钢和低合金钢，由于淬透性差，需要采用油冷或水冷的nak80是什材料高冷却速度才能获得理想的效果。合金钢淬透性高，可采用油淬或空冷。对于大型模具，尤其是模壁较厚的模具，nak80钢硬度 当中心区域冷却速度较慢时，往往得不到马氏体组织，会使碳化物或杂质元素沿晶体析出或偏析，形成“黑色晶界”，增加模具的脆性，造成在役模具脆性断裂。

　　

　　　　模具的硬度影响模具的强度和耐磨性，但硬度的增加往往会降低模具的塑性和韧性。模具早期失效大部分是由于工作硬度高，韧性丧失，导致早期断裂；少数由于工作硬度低而出现早期变形或磨损。不同的模具有各自强度和韧性的更佳匹配状态。通过对模具寿命、失效形式和主要影响因素的分析，找出硬度和韧性的更佳匹配。

　　

　　　　比如T10A钢冲头在软硅钢片上打孔，只冲几千片，毛刺过多导致失效。如果把冲头的硬度从56~58 HRC提高到60~62 HRC，使用寿命可提高到2~3万倍。如果硬度进一步增加，容易因缺乏韧性而发生早期断裂，使用寿命降低。3Cr2W8V钢热挤压模具硬度在45~50hrc时，易发生早期断裂，硬度降低到38~40hrc时，不再发生早期断裂，平均寿命明显提高。

　　

　　　　此外，更终热处理中的回火也是一个重要的过程。首先模具要充分回火，高合金模具一般需要回火两次以上，因为钢中的残余奥氏体在回火冷却过程中会转变为回火马氏体，回火两次以上残余奥氏体就能充分转变。否则，模具中会留有较大的淬火应力，降低模具的韧性，使模具在早期容易断裂。为了缩短工作时间，提高设备利用率，可以适当缩短回火时间。

　　

　　　　加热时对工件保护不充分造成的脱碳或保护过度造成的表面渗碳会降低工件的使用寿命。表面过度渗碳会降低材料的韧性和抗热疲劳性，增加碎裂和脆性断裂的倾向，增加裂纹扩展速度。冷加工模具表面渗碳后，主要失效形式为崩边和脆性断裂。3Cr2W8V和5CrNiMo钢制成的模具，用气体渗碳炉或固体渗碳剂加热淬火，容易形成厚度为0.5~1.0 mm、含碳量为0.7%~1.0%的nak80多少钱公斤表面渗碳层，导致早期热疲劳开裂。

　　

　　　　脱碳是模具淬火加热过程中更常见的表nak80多少钱一斤面缺陷。加热温度低于800℃的木碳，没有充分脱氧的盐浴，分解的氨和氢气没有经过高度净化，不能保证模具表面不脱碳。脱碳层强度低，耐磨性差，易产生微裂纹。如果不去除，会降低模具的耐磨性和抗疲劳性。3Cr2W8V钢热冲压模具在高温箱式炉中加热淬火时，为了防止氧化脱碳，操作者用旧的固体渗碳剂保护，造成表面渗碳。淬火前，为了去除渗碳剂，在空气中停留时间较短，造成表面脱碳，在渗碳层外形成铁素体组织。在模具使用过程中，由于表面脱碳和强度低，冲头表面磨损严重，而脱碳层下方的渗碳层降低了钢的热导率，增加了模具内外的温度梯度，增加了热应力和热应变。沟槽成为热疲劳裂纹的起源，导致模具早期失效。

　　

　　　　4Cr5MoSiV1是制作大中型铝合金压铸模的更佳材料。即使脱碳层极薄，也会明显影响抗疲劳性能。用这种材料制成的铝合金压铸模具，至少压铸几万次后才会出现热疲劳裂纹。一套上述模具仅经过2000次压铸就因早期热疲劳失效。金相分析表明，表面有一层厚度为0.1毫米的贫碳层，硬度为0.05毫米362HV，0.10毫米386HV，0.15毫米412HV，0.2毫米426HV。

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