模具鋼深冷處理_第1頁
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1、摘要摘要:指出了對高速鋼采用196℃液氮深冷處理可使組織發(fā)生明顯變化,有效促使殘留奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變及超細(xì)碳化物的析出,使模具獲得較佳的綜合力學(xué)性能,深冷處理后高速鋼模具的使用壽命較常規(guī)熱處理提高三倍以上,具有十分重要的使用價值。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞高速鋼模具殘留奧氏體超細(xì)碳化物使用壽命1引言高速鋼自1903年問世以來,一直是以制造金屬切削刀具而著稱,隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展,高速鋼的應(yīng)用范圍不斷擴大。從60年代開始,日本以汽車、自行車工業(yè)為中心

2、,試用高速鋼做模具取得成功,現(xiàn)在生產(chǎn)的高速鋼約有15%用于制造模具。高速鋼主要是用來制造冷擠壓模具及冷墩壓模具,特別是Mo系高速鋼比W系高速鋼韌性更加優(yōu)越。高速鋼用于模具的主要工藝難點在于熱處理技術(shù)的掌握。目前我國使用最廣泛的高速鋼是鎢系W18Cr4V(簡稱1841)鋼和鎢鉬系W6Mo5Cr4V2(簡稱6542)鋼[1]。這兩種鋼的傳統(tǒng)淬火回火工藝特點是:高溫淬火后需在一次硬化范圍內(nèi)回火三次,以獲得高硬度和熱硬性,工藝規(guī)范如表1所示。主

3、要缺點是在某些場所硬度不足。為了改善模具強韌性,近年來高速鋼的傳統(tǒng)淬火回火工藝也發(fā)生了變革。表1高速鋼常用熱處理規(guī)格高速鋼常用熱處理規(guī)格前蘇聯(lián)列寧格勒工業(yè)大學(xué)研究了196℃液氮中15min的深冷處理對高速鋼轉(zhuǎn)變的影響,試驗結(jié)果表明,70℃――75℃到130℃――140℃范圍內(nèi)進行深冷處理時發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,當(dāng)冷卻到196℃時轉(zhuǎn)變停滯。在90℃――120℃溫度范圍內(nèi),出現(xiàn)試樣容積的見效,這證明馬氏體已部分分解并在位錯面上析出了碳原子和形成了

4、超顯微碳化物??梢姡缋涮幚硎垢咚黉撐龀鎏蓟锏念w粒明顯增多,且彌散均勻,W18Cr4V鋼經(jīng)深冷處理后碳化物顆粒約增加8%,W6Mo5Cr4V2鋼析出的碳化物顆粒約增加76%,基體組織亦明顯細(xì)化。(2)深冷處理對高速鋼性能的影響。深冷處理過程中,大量的殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,特別是過飽和的亞穩(wěn)定馬氏體在從196℃至室溫過程中會降低過飽和度,析出彌散、尺寸僅為20―60A并與基體保持共格關(guān)系的超微細(xì)碳化物,可以使馬氏體晶格畸變減小,微觀應(yīng)

5、力降低,而細(xì)小彌散的碳化物在材料塑性變形時可以阻礙位錯運動,從而強化基體組織。同時由于超微細(xì)碳化物顆析出,均勻分布在馬氏體基體上,減弱了晶界催化作用,而基體組織的細(xì)化既減弱了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚程度,又發(fā)揮了晶界強化作用,從而改善了高速鋼的性能,使硬度、沖擊韌性和耐磨性都顯著提高[3]。模具硬度高,其耐磨性也就好,如硬度由60HRC提高至6263HRC,模具耐磨性增加30%―40%??煽闯錾罾涮幚砗竽>叩南鄬δ湍バ蕴岣?0%,延長深冷處

6、理時間后,在硬度沒有太大變化的情況下,相對耐磨性ξ有所增大[4]。(3)高速鋼模具深冷處理工藝過程為防止高速鋼模具(特別是形狀復(fù)雜的模具)在深冷處理中發(fā)生斷裂和變脆,建議淬火后的高速鋼模具在560℃回火1h再進行液氮深冷處理,然后在400℃進行最終回火3060min,這種熱處理工藝不但可以防止模具斷裂和脆化,而且可以提高模具壽命1.5―2倍。高速鋼模具深冷處理工藝過程為”,模具除油垢→放入保溫罐中→少量多次注入液氮→保溫4h→取出模具→

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