熱作模具鋼的淬火工藝和弧狀裂紋

發布時間：2022-10-21

　　鋼的淬火將工件奧氏體化以適當的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內全部或一定的范圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝，淬火加熱可以采用電（電阻和感應）加熱爐，鹽浴爐或火焰爐，在空氣氣氛，保護氣氛和真空氣氛中加熱，淬火介質有水，鹽類水溶液，堿類水溶液，有機化合物溶液，油，空氣，保護氣氛或熱溶介質等。

　　淬火加熱保護：淬火加熱溫度高，時間長（尤其是大型模具），會導致模膛表面氧化，脫碳，從而降低耐磨性和抗疲勞性能，使模具壽命大大降低，因此，應重視淬火加熱的防氧化，紅外線模具加熱爐脫碳措施，在各種防氧化脫碳的措施中，采用保護氣氛爐和真空爐進行淬火加熱的效果較好，但成本較高，其他防護措施有涂料法，填埋法，和裝箱法，①涂料法是在模膛表面涂一層防氧化涂料，一般用于小型模具，②填埋法是在爐盤地點一層厚30mm~50mm的滲碳劑，木炭，鑄鐵屑或中性介質等，鍛模模膛朝下，上面放一層干砂，四周用鑄鐵屑填埋，③裝箱法與填埋法基本相同，即在底盆上罩上一個罩子，將模具全部保護起來。

　　淬火冷卻方法主要有預冷，油冷淬火，分分級淬火冷卻，等溫淬火和提出燕尾淬火冷紅外線模具加熱爐卻等，預冷：為減小鍛模淬火變形，模具在淬火前應進行預冷，特別是合金元素含量較高的模具材料，部分熱作模具淬火前的預冷溫度和介質。

　　淬火介質及冷卻方式：熱作模具鋼的淬火介質和冷卻方式，油介質主要采用10號，20號機油或其他物理性能接近的冷卻油，為保證冷卻效果，冷卻槽中應裝有循環冷卻系統及機械攪拌器，也可用空氣攪拌，但會加速冷卻介質老化。

　　常發生在模具棱角，凸臺，刀紋，尖角，直角，缺口，孔穴，凹模接線飛邊等形狀突變處，這是因為，淬火時棱角處產生的應力是平滑表面平均應力的10倍。

　　(1)鋼中含碳(C)量和合金元素含量愈高，鋼Ms點愈低，Ms點降低2℃，則淬裂紋傾向增加1.2倍，Ms點降低8℃，淬裂傾向則增加8倍。

　　(2)鋼中不同組織轉變和相同組織轉變不同時性，由于不同組織比容差，造成巨大組織應力，導致組織交界處形成弧狀裂紋。

　　(3)淬火后未及時回火，或回火不充分，鋼中殘余奧氏體未充分轉變，保留在使用狀態中，促使應力重新分布，或模具服役時殘余奧氏體發生馬氏體相變產生新的內應力，當綜合應力大于該鋼強度極限時便形成弧狀裂紋，紅外線模具加熱爐。