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具体介绍一下模具的强韧化处理工艺

  在模具设计和制造过程中,若能选用恰当的钢材,确定合理的热处理工艺,妥善安排工艺路线,对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、减少成本、增加模具的质量和使用寿命都将起到重要的作用。今后对模具的要求也会越来越严格,为了使之寿命增加,对强韧化处理、表面处理的期待将越来越高。
  由于模具的严格工作环境,为增加模具使用寿命,我们要求模具要具有优良的整体强韧化性能。此外,还要求模具具有良好的型腔表面性能,在这种情况下出现了对模具整体强韧化的基础上再对其表面进行强化处理。
  在一般工艺条件下,往往强度与韧性之间存在着制约关系,材料强度增加,通常总伴随着材料韧性的下降。要求强度高的同时,又要求材料有较高的韧性,常常是很困难的。但是采取强韧化处理的措施,却能使钢的强度和韧性有所加强。随着冲击韧性增加,多次冲击抗力提高,也就是破断次数N增加;强度水平越高,冲击韧性对多次冲击抗力所起的作用就越大。因此,在含碳量较高的模具钢中,采用强韧化处理,在保障模具强度的条件下,适当增加冲击韧性,使强度和韧性获得加强,这利于进一步增加多次冲击抗力。
  强韧化处理有很多,但归结起来却基本上都是通过下列途径来取得强韧化效果的:充分利用板条马氏体和下贝体组织形态,尽量减少片状马氏体;细化钢的奥氏体晶粒和过剩碳化物,获得马氏体与具有良好塑性的复合组织;形变热处理。
  1、热作模具钢高温淬火和高温回火:热作模具钢5CrMnMo采用850度加热淬火,淬火时马氏体形态以片状为主,如把淬火温度增加到900度,使奥氏体均匀化,减少富碳微区,淬火后可得板条状马氏体,从而加强了钢的回火稳定性,冲击韧性和断裂韧性可大大增加模具寿命。
  2、高温快速短时淬火:于高碳钢模具在快速加热条件下,奥氏体化不均匀,组织中保留未溶碳化物,奥氏体晶粒细小,并使奥氏体中固溶碳和合金元素量减少,提高了MS点,有利于板条马氏体的形成,短时加热溶于奥体中的碳量可减少到0.6%以下,阻止了富碳区的形成,减少了片状马氏体量,加强了韧性,可使模具获得一个较高的韧性。
  3、高碳高合金钢的低温淬火;采用低温淬火时,奥氏体中碳和合金元素溶解度减少,MS点提高,可获得较多的板条状马氏体,且奥氏体晶粒细小,在保障硬度的前提下,韧性增加了,从而增加了模具寿命。
  4、形变热处理是把钢的强化与相变强化结合起来的一种强韧化工艺。形变热处理的强韧化本质在于获得细小的奥氏体晶粒、细化马氏体增加了马氏体中位错密度,并形成胞状亚结构,同时加快碳化物的弥散硬化作用。
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