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模具真空熱處理的缺陷與預(yù)防措施

來(lái)源：成都新德南光機(jī)械設(shè)備有限公司 | 發(fā)布時(shí)間：2017-04-15 |

模具的真空熱處理包含了預(yù)備熱處理、最終熱處理及表面強(qiáng)化處理。通常熱處理缺陷是指模具在最終熱處理過(guò)程中或在以后的工序中以及使用過(guò)程中出現(xiàn)的各種缺陷，如淬裂、變形超差、硬度不足、電加工開裂、磨削裂紋、模具的早期破壞等。下面我們一起來(lái)作較細(xì)致的分析。


一、淬裂。淬裂的原因及預(yù)防措施如下：


1、形狀效應(yīng)，主要是設(shè)計(jì)因素造成的，如圓角R過(guò)小、孔穴位置設(shè)置不當(dāng)，截面過(guò)渡不好。


2、過(guò)熱(過(guò)燒)，主要是由控溫不準(zhǔn)或跑溫、真空熱處理工藝不規(guī)范、不合理、特別是回火不充分。設(shè)置溫度過(guò)高、爐溫不均等因素造成，預(yù)防措施包括檢修、校對(duì)控溫系統(tǒng)，修正工藝溫度，在工件與爐底板間加墊鐵等。


3、脫碳，主要由過(guò)熱(或過(guò)燒)、空氣爐無(wú)保護(hù)加熱、機(jī)加余量小，鍛造或預(yù)備熱處理殘留脫碳層等因素造成，預(yù)防措施為可控氣氛加熱，鹽浴加熱，真空爐、箱式爐采用裝箱保護(hù)或使用防氧化涂料；機(jī)加工余量加大2～3mm。


4、冷卻不當(dāng)，主要是冷卻劑選擇不當(dāng)或過(guò)冷造成，應(yīng)當(dāng)掌握淬火介質(zhì)冷卻特性或回火處理。


5、原材料組織不良，如碳化物偏析嚴(yán)重，鍛造質(zhì)量差，預(yù)備熱處理方法不當(dāng)?shù)?，預(yù)防措施是采用正確的鍛造工藝和合理的預(yù)備熱處理制度。


二、硬度不足。硬度不足的原因和預(yù)防措施如下：


1、淬火溫度過(guò)低，主要是由于工藝設(shè)置溫度不當(dāng)、控溫系統(tǒng)誤差、裝爐或進(jìn)入冷卻槽方法不當(dāng)?shù)仍蛟斐桑瑧?yīng)該修正工藝溫度，檢修校核控溫系統(tǒng)，裝爐時(shí)，工件間隔合理擺放均勻，分散入槽，禁止堆積或成捆入槽冷卻。


2、淬火溫度過(guò)高，這是由工藝設(shè)置溫度不當(dāng)或控溫系統(tǒng)誤差造成，應(yīng)當(dāng)修正工藝溫度，檢修校核控溫系統(tǒng)。


3、過(guò)回火，這是由回火溫度設(shè)置過(guò)高、控溫系統(tǒng)故障誤差或爐溫過(guò)高時(shí)入爐造成，應(yīng)當(dāng)修正工藝溫度，檢修校核控溫系統(tǒng)，不高于設(shè)置爐溫裝入。


4、冷卻不當(dāng)，原因是預(yù)冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)，淬火介質(zhì)溫度漸高而冷卻性能下降，攪拌不良或出槽溫度過(guò)高等，措施：出爐、入槽等要快；掌握淬火介質(zhì)冷卻特性；油溫60～80℃，水溫30℃以下，當(dāng)淬火量大而使冷卻介質(zhì)升溫時(shí)，應(yīng)添加冷卻淬火介質(zhì)或改用其它冷卻槽冷卻；加強(qiáng)冷卻劑的攪拌；在Ms+50℃時(shí)取出。


5、脫碳，這是由原材料殘留脫碳層或淬火加熱時(shí)造成，預(yù)防措施為可控氣氛加熱，鹽浴加熱，真空爐、箱式爐采用裝箱保護(hù)或使用防氧化涂料；機(jī)加工余量加大2～3mm。


三、變形超差。在機(jī)械制造中，熱處理的淬火變形是絕對(duì)的，而不變形才是相對(duì)的。換句話說(shuō)，只是一個(gè)變形大小的問(wèn)題。這主要是由于熱處理過(guò)程中馬氏體相變具有表面浮凸效應(yīng)。預(yù)防熱處理變形(尺寸變化和形狀變化)是一項(xiàng)非常困難的工作，在許多情況下，不得不依靠經(jīng)驗(yàn)加以解決。這是因?yàn)椴粌H鋼種和模具形狀對(duì)熱處理變形有影響，不當(dāng)?shù)奶蓟锓植紶顟B(tài)及鍛造和熱處理方法同樣會(huì)引起或加劇，而且在熱處理諸多條件中，只要某一條件發(fā)生變化，鋼件的變形程度就會(huì)有很大變化。盡管在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間還主要靠經(jīng)驗(yàn)和試探法去解決熱處理變形問(wèn)題，但正確掌握原材料鍛造、模塊取向、模具形狀、熱處理方法與熱處理變形的關(guān)系，從已經(jīng)積累的實(shí)際數(shù)據(jù)中去把握熱處理變形規(guī)律，建立有關(guān)熱處理變形的檔案資料，卻是一項(xiàng)極有意義的工作。


四、脫碳。脫碳是由于鋼件在加熱或保溫時(shí)，因周圍氣氛的作用，使表面層部分的碳全部或部分喪失的現(xiàn)象和反應(yīng)。鋼件的脫碳不僅會(huì)造成硬度不足、淬裂和熱處理變形及化學(xué)熱處理缺陷，而且對(duì)疲勞強(qiáng)度、耐磨性及模具性能也有很大影響。


五、放電加工引起的裂紋。在模具制造中，采用放電加工(電脈沖及線切割)是越來(lái)越普遍采用的加工方法，但隨著放電加工的廣泛應(yīng)用，其引起的缺陷也相應(yīng)增多。由于放電加工是借助于放電所產(chǎn)生的高溫而使模具表面熔化的加工方法，因此，在其加工表面形成白色的放電加工變質(zhì)層，并產(chǎn)生800MPa左右的拉應(yīng)力，這樣，在模具的電加工過(guò)程中常出現(xiàn)變形或裂紋等缺陷。因此，采用放電加工的模具，必須充分掌握放電加工對(duì)模具材料的影響，并預(yù)先采取相應(yīng)的預(yù)防措施。防止熱處理時(shí)的過(guò)熱和脫碳，并進(jìn)行充分回火以降低或消除殘留應(yīng)力；為了充分消除淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，要進(jìn)行高溫回火，因此應(yīng)采用能承受高溫回火的鋼種(如Crl2型、ASP一23、高速鋼等)，以穩(wěn)定的放電條件進(jìn)行加工；放電加工后，作穩(wěn)定化松馳處理；設(shè)置合理的工藝孔、槽；充分消除再凝固層，以便在健全的狀態(tài)下使用；利用矢量平移原理，對(duì)切割前哨已集中的部分內(nèi)應(yīng)力傲切通引流分散釋放。


六、韌性不足。韌性不足的原因可能是淬火溫度過(guò)高，且保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起晶粒粗化造成的，或由于沒(méi)有避開回火脆性區(qū)進(jìn)行回火。


七、磨削裂紋。當(dāng)工件內(nèi)有大量的殘留奧氏體時(shí)，在磨削熱的作用下，發(fā)生回火轉(zhuǎn)變，從而產(chǎn)生組織應(yīng)力，導(dǎo)致工件開裂。其預(yù)防措施是：淬火后進(jìn)行深冷處理或多次重復(fù)回火(模具回火一般為2～3次，即使是冷加工用低合金工具鋼也是如此)，最大限度地降低殘留奧氏體量。（康沃）