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材料及热处理技术

如何用热处理方法来提高模具寿命?

日期:2015-09-11 09:15:12 浏览次数:

模具,特别是精冲模具,在机械制造业中起重要作用。提高模具使用寿命,对于提高生产效率,降低生产成本,保证产品质量具有重要意义。采用高档次的合金材料,固然可以提高模具寿命,但会增加成本。利用晶粒细化来提高材料力学性能,能同时提高室温下的强度和韧塑性,还可以有效地提高疲劳极限,而用适当的热处理即可获得细晶粒。热处理细化晶粒主要有形变热处理和循环热处理,对于提高模具的使用寿命,较适宜的热处理方法是循环超细化热处理,循环热处理只进行加热、冷却工序,是一种比较简便易行的晶粒细化方法。 过去,曾报道用循环热处理方法细化铸造Ti- 46Al-8.5Nb-0.2W合金,使其粗大的层片组织转变均匀细小的等轴组织。最近,左传付等人对碳素工具钢材料(T8A,其主要化学成分为 0.86C0.30Si0.25Mn0.02S0.023P0.10Cr0.08Ni余量Fe)采用摆动式循环快速加热—冷却淬火工艺,也实现了晶粒超细化。其基本热处理工艺是:采用温度高于Ac1和低于Ar1的两个盐浴炉,先将工件放入高于Ac1的高温盐浴炉中加热到正常淬火温度,然后迅速转到另一盐浴炉内冷却到Ar1以下30-50℃,如此反复循环,最后一次由Ac1以上温度淬火。淬火后在200℃回火2小时。 

检测表明,经循环热处理后的工件,马氏体细小,碳化物和残留奥氏体呈球状颗粒均匀分布。实际应用表明,对T8A钢制的电动机转子铁芯冲裁凸、凹模具通过摆动循环热处理工艺进行4次循环处理,770-780℃加热,660-670℃等温,最后一次淬火后在200℃回火2小时,其使用寿命由1.2万件提高到4万件以上,在模具表面和内部没有裂纹产生,效果十分明显。 
采用摆动循环热处理之所以能获得均匀、细小的组织,主要是充分利用了快速加热和循环处理两方面的作用:盐浴加热为快速加热,可急剧形成大量奥氏体晶核,从而获得细小的晶粒;加热速度越快,淬火加热温度越低,细化效果越好。反复加热、冷却循环,一方面促进前次加热未形核的部位形核,另一方面则使已形核的晶粒进一步细化。每加热一次,奥氏体晶粒就被细化一次,使下一次奥氏体化的形核率增加。同时,快速加热时未充分溶解的细小碳化物不但阻碍奥氏体晶粒长大,还成为形成奥氏体晶粒的非自发核心,从而获得超细晶粒。 
试验表明,在最初的几个循环中,试样的硬度值和冲击值呈陡峭上升,3-5次循环热处理可使之得到明显提高。再增加循环次数,试样的硬度值和冲击值改变不明显。6次左右的循环热处理大体接近细化界限。过分地增加循环次数,不利于提高热处理效率,循环次数以4-5次为最佳。

来源:网络转载

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