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模具热 处理若干问题分析

发布时间: 2017年02月26日
1、H13模具钢 如何热处理硬度才能达到58℃?
 
进行1050~1100℃加热淬火,淬火油淬,可以达到要求,但一般 热作模具是不要求这么高的硬度的,这么高 的硬度性能会很差,不好用,一般在HRC46~50性能好、耐用。
 
2、模具热 处理过后表面用什么洗白?
 
问题补充:一般模 具都用油石先打过再拿去渗氮,渗氮回 来又要用油石把那一层黑的擦白,再抛光很麻烦,不擦白打不出镜面来,材料有H13 的,有进口的好多种,如果有 药水能洗白的话,就可以直接抛光了。
 
(1)可以用不锈钢酸洗液,或者盐酸清洗。喷砂处理也可以。磨床磨的话费用高,而且加工量大,有可能 使尺寸不达标的。盐酸洗不掉的话,估计您 用的是高铬的模具钢?是D2还是 H13?高铬模 具钢的氧化层比较难洗掉。用不锈 钢酸洗液应该可以,磨具商 店或者不锈钢商店都有卖的。
 
(2)你们没 有不锈钢酸洗膏吗?那种可以。H13这类含 铬比较高的模具钢,氧化层 是难以用盐酸洗掉的。还有一个办法,模具既 然已经油石磨过,表面就是比较光滑的。实际上,可以先 只用粗的油石打磨,或者用砂带打磨,之后就去热处理。回来之 后再用细油石打磨。也可以 用纤维轮先打磨,就可以 有效的把黑皮去除,再研磨抛光。 或者喷砂,用800 目的碳 化硼做一遍喷砂试试,应该就能够去除黑皮,还不需 要化太多功夫重磨。
 
3、热处理 厂对金属是怎么一个过程?
 
热处理 厂的设备非常多,炉子大概有箱式炉,井式炉,箱式炉用的最多,很多热 处理都可以在这里面处理,比如退火,正火和 淬火的加热过程,回火这 些常见的热处理。
 
其实就 是一个用电加热的炉子,先将炉 子升温到预定温度,然后把工件丢进去,等待一 段时间到预定温度,然后保温一段时间,然后取出,或者在 炉子里一起冷却,井式炉 一般是作为渗碳处理设备,是一个 埋到地下的炉子,工件放进去之后,密封,然后往 炉子里面滴入一些富碳液体,比如煤油或则甲醇,然后在 高温下这些液体分解成碳原子渗入工件表面。
 
淬火槽是淬火的场所,就是一个池子,里面有 水溶性淬火液或者是淬火油,就是箱 式炉出来的工件淬火的冷却的地方,一般就是直接丢进去,然后等 一段时间捞出来。还有其他的一些设备,比如高频机,就是一个可以将 50 赫兹的 工频电变成一个200K 赫兹电 流的超大功率的设备,比如常见的有 200 千瓦的最大功率,然后用 一个内部通冷却水的铜管做的线圈放在工件的外面,一般几十毫米的工件,几秒种 到十几秒的时候你就看到工 件表面变红,表面温 度到预定值的时候,然后有 一个水套升上来喷淬火液到工件表面,完成淬火过程。常见的就这些了。
 
4、Cr12 或 Cr12MoV 的材料 热处理常常开裂为什么?
 
五金模 具上的最好将零件尺寸、形状及热处理要求,和你们 采取的热处理工艺曲线告之,否则很难讲。 这两种钢是一类,属高碳高铬莱氏体钢,本身就有冷裂倾向。热处理工艺也较复杂。
 
下面在 没有上述资料的情况下谈些我的经验: 950-1000C 淬火,油冷,HRC>58. 为获得 热硬性和高的耐磨性,淬火温度增高至 1115-1130C,油冷。 细薄的可空冷,为了减少变形也在 400-450C 盐液冷却。 不要在 300-375C 回火,会降低工具的韧性,出现回火脆性,另外淬后立即回火。高于 1100C 淬火的,在520C 回火 2-3 次。 请注意 过高的淬火温度会有脱碳的倾向,为此可 在淬火前进行预先热处理--球化退火。
 
5、怎样区 分热处理件和没有热处理的工件?
 
问题补充:工人不 小心把一个未经热处理的生件和一批调试好的经过热处理的工件混在一起,现在如 何把他们区分开来,不要切 割工件看金相啊,那样会破坏产品,要急着发货?热处理工艺 30Cr 经正火、再淬火、然后回火,生件是 铸件未经热处理。两者都 经过了抛丸处理颜变色分不出来了,还有硬度都是在 35-45 之间了,靠硬度无法区分。
 
如果也 不能通过硬度和热处理氧化色来判别。 建议通 过敲击声音来辨别。 铸件和淬火+回火态 工件金相组织不同,内耗有差异,通过轻轻敲击,可能能分辨。
 
6、热处理 中的过烧是什么意思?
 
超过规定加热温度,致使晶粒长大,各项力 学性能变坏如脆性变大,韧性下降,容易变形和开裂等等,控制好 加热温度可以避免过烧。指钢在 固液相线的温度范围内的某一个温度以上加热时, 奥氏体 晶界发生了化学 成分变化,局部或 整个晶界出现烧熔现象。此时晶界上会富集 S,P等化合物,导致晶界结合力降低,机械性能严重恶化。过烧后 钢材不能通过热处理或加工方法补救。
 
7、模具淬 火裂纹产生的原因及预防措施?
 
产生原因:
 
1)模具材 料存在严重的网状碳化物偏析。
 
2)模具中 存在有机械加工或冷塑变形应力。
 
3)模具热处理操作不当(加热或冷却过快、淬火介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长等)。
 
4)模具形状复杂、厚薄不均、带尖角和螺纹孔等,使热应 力和组织应力过大。
 
5)模具淬 火加热温度过高产生过热或过烧。
 
6)模具淬 火后回火不及时或回火保温时间不足。
 
7)模具返修淬火加热时,未经中 间退火而再次加热淬火。
 
8)模具热处理的,磨削工艺不当。
 
9)模具热 处理后电火花加工时,硬化层 中存在有高的拉伸应力和显微裂纹。
 
预防措施:
 
1)严格控 制模具原材料的内在质量
 
2)改进锻 造和球化退火工艺,消除网状、带状、链状碳化物,改善球 化组织的均匀性。
 
3)在机械 加工后或冷塑变形后的模具应进行去应力退火(>600℃)后再进行加热淬火。
 
4)对形状 复杂的模具应采用石棉堵塞螺纹孔,包扎危 险截面和薄壁处,并采用 分级淬火或等温淬火。
 
5)返修或 翻新模具时需进行退火或高温回火。
 
6)模具在 淬火加热时应采取预热,冷却时采取预冷措施,并选择合适淬火介质。
 
7)应严格 控制淬火加热温度和时间,防止模具过热和过烧。
 
8)模具淬 火后应及时回火,保温时间要充分,高合金 复杂模具应回火 2-3 次。
 
9)选择正 确的磨削工艺和合适的砂轮。
 
10)改进模 具电火花加工工艺,并进行去应力回火。
 
8、怎么进 行大型冲压模具的热处理?尤其切 边这类模具经常生产有毛刺,不能正常运行的情况。
 
(1) 模具热 处理尽量选真空热处理, 以获得最小的变形量。
 
(2)模具可采用拼接结构,分成小 块就好热处理了。最好用慢丝割,精度高、光洁度高、变形小。 间隙有保证,毛刺会小的。 看看你 的设备精度是否很差。
 
(3)切边毛 刺大除了上面的几位提到的,我认为凸模单边受力,强度不够可能 性大。是否凸模太单薄?是否设计靠刀?还有板 料热处理后有残余应力,线割后会出现变形,可以考 虑较大的线割孔预先铣出再热处理,留3~4mm 线割。
 
9、我用H13钢来做 热挤压模具锻造工件是黄铜热处理为45~48°模具直径120mm,高70mm,工作数 小时后模具开裂?
 
(1)锻压温度大概是900~1000℃?是不是温度太高了? 模具使 用前没有经过充分预热也有可能容易开裂。模具设 计不合理也有可能容易开裂。 将模具 的回火温度提高一些,缩小和 实际锻压温度的差距,回火实际长一些。
 
(2)这个要综合考虑的,必要的 时候要做下金相,才能基 本判断原因的哦。
 
10、模具表 面有软点产生原因及预防?
 
产生原因:
 
1)模具在 热处理前表面有氧化皮、锈斑及局部脱碳。
 
2)模具淬火加热后,淬火介质选择不当,淬火介 质中杂质过多或老化。
 
预防措施:
 
1)模具热 处理前应去除氧化皮、锈斑,在淬火 加热时适当保护模具表面,应尽量采用真空电炉、盐浴炉 和保护气氛炉中加热。
 
2)模具淬 火加热后冷却时,应选择 合适的淬火介质,对长期 使用的淬火介质要经常进行过滤,或定期更换。
 
11、模具热 处理前组织不佳?
 
产生原因:
 
1)模具钢 材料原始组织存在严重碳化物偏析。
 
2)锻造工艺不佳,如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等,使锻造 组织粗大并有网状、带状及 链状碳化物存在,使球化退火时难以 消除。
 
3)球化退火工艺不佳,如退火 温度过高或过低,等温退火时间短等,可造成 球化退火组织不均或球化不良。
 
预防措施:
 
1)一般应 根据模具的工作条件、生产批 量及材料本身的强韧化性能,尽量选 择品质好的模具钢材料。
 
2)改进锻 造工艺或采用正火预备热处理, 来消除 原材料中网状和链状碳化物及碳 化物的不均匀性。
 
3)对无法 进行锻造的碳化物偏析严重的高碳模具钢可进行固溶细化热处理。
 
4)对锻造 后的模坯制定正确的球化退火工艺规范,可采用 调质热处理和快速匀细 球化退火工。
 
5)合理装炉,保证炉 内模坯温度的均匀性。
 
12、模具淬火后组织粗大,使用时 将会使模具产生断裂,严重影 响模具的使用寿命?
 
产生的原因:
 
1)模具钢材混淆,实际钢 材淬火温度远低于要求模具材料的淬火温度(如把 GCr15 钢当成3Cr2W8V 钢)。
 
2)模具钢 淬火前未进行正确的球化处理工艺,球化组织不良。
 
3)模具淬 火加热温度过高或保温时间过长。
 
4)模具在 炉中放置位置不当,在靠近 电极或加热元件区易产生过热。
 
5)对截面 变化较大的模具,淬火加 热工艺参数选择不当,在薄截 面和尖角处产生过热。
 
预防措施:
 
1)钢材入 库前应严格进行检验,严防钢材混淆乱放。
 
2)模具淬 火前应进行正确的锻造和球化退火,以确保 良好的球化组织。
 
3)正确制 定模具淬火加热工艺规范,严格控 制淬火加热温度和保温时间。
 
4)定期检 测和校正测温仪表,保证仪表正常工作。
 
5)模具在 炉中加热时应与电极或加热元件保持适当的距离。
 
13、用 Cr12MoV 钢制造 冷模具应如何进行热处理?
 
高硬度 高耐磨高韧性优化处理:980~1200℃加热淬火,淬火油淬火,400 ℃回火一次,240 ℃回火一次,HRC57~61,超耐用不崩刃。
 
14、H13模具钢 热处理后出现裂是什么原因,淬火温度是1100 ℃,放在油中冷却?
 
可以进行金相分析,看表面 是否有材料是否有脱碳现象,开裂的 话一般都是脱碳引起,H13 一般都是做挤压模,对材料 的硬度要求不是很高,你用的是不是真空 炉建议用 1030~1050℃试下。.
 
15、模具的 导柱导套通常采用什么材料?采用何种热处理,达到怎样的性能要求?
 
(1)在内地用45#碳素结 构钢或碳素工具钢,热处理淬火硬度 HRC45 左右,达不到HRC58~62,就是到了那么高,很易断。
 
(2)一板高要求的是用SKD61或SKD11和H13等热处理淬火硬度HRC51左右。
 
16. 模具制 造中热处理的用途?怎样应用?
 
问题补充:是不是 模板加工好以后进行热处理,主要是哪个环节?
 
模具制 造中热处理的作用: 提高硬度、耐磨性,从而提高其寿命;强度加强,变形减小,保证模 具的精度和精度稳定性。
 
17、模具的失效原因分析?
 
失效大部分是由断裂、磨损和变形而引起,其主要 原因是热处理不当和模具加工不良。因此,合理选择材料、正确制订热处理工艺,提高热处理质量,对于延 长模具使用寿命起着关键作用。模具热 处理包括预先热处理和最终热处理,热处理 的最终目的是使模具有良好的表面质量和强度、塑性和 韧性的合理配合。
 
18、Cr12mov 模具钢 热处理后出现一块一块的掉的原因?
 
(1)你可能是在淬火时,超过温度太多,过热,造成晶粒粗,脱碳严重,马氏体粗大,断口粗晶,韧性、塑性低。
 
(2)加热温度过高、保温时间过长,造成材 料表面脱碳严重,组织晶粒粗大、结合力差,塑性显著降低。
 
建议:校对加热设备;调整淬火、回火温度和时间;做试样 热处理工艺试验,进行必 要性能测试分析 。
 
19、盐浴热处理的优点?
 
优点:受热均匀变形量小,少无氧化脱碳,加热快,能很快 转变工件内部组 织结构,保温性 能和加热均匀性能好,可以进 行固溶处理加热,适用性广泛,可进行 近乎无氧化的出货处理等。
 
缺点:工作环境恶劣,对工件有一定腐蚀,使用寿命相对较短,工作空间尺寸和 功率来讲,功率较大,尺寸较小。而且废 盐对环境有些污染,如果客 户有对无氧化有较高要求的话可以考虑,成本一般情况。
 
20、检验热 处理效果用什么方法?
 
简单的检查表面硬度。准确的破检:检查淬硬层深、心部硬度、淬火金相组织等级、调质金相组织等级。淬硬层深临界硬度值=淬火硬度最小值 X0.8。
 
21、模具材 料深冷处理的作用有哪些?
 
深冷处 理是淬火后工件冷却过程的延续,在模具 行业中的应用主要体现在冷作模具钢和高速钢、轴承钢,冷作模 具和模具配件都有深冷技术应用的案例。深冷将 会改变一些相关机械性能,主要作用如下几点: 提升工 件的硬度及强度,保证工 件的尺寸精度提高工件的耐磨性,提高工件的冲击韧性,改善工件内应力分布,提高疲劳强度,提高工 件的耐腐蚀性能。
 
22、热处理 后线割开裂是模板的问题还是热处理的问题?
 
(1)有的人 认为是热处理的问题。因为没 有经过热处理的钢进行线切割是很难开裂的,线切割 开裂是因为切割时出现应力集中。因此热 处理时不光要达到热处理要求的硬度还必须消除内应力。消除内 应力的关键就是回火的温度和回火的时间。若回火温度太底,回火时 间再长内应力也无法消除;若回火温度太高,虽然消除了应力,但却不能达到要求;若回火温度合适,但回火时间太短,应力也无法完全消除。因此热 处理后线切割开裂的关键是回火温度和回火时间的控制。
 
(2)热处理 后线切割开裂这种情况比较复杂,有模具 淬火后回火不充分的可能,也有模 具锻造时存在缺陷的可能。如果是 一般的碳钢模具,回火不 充分是主要原因,需要优先考虑,对高合金模具来说,也有可 能材料本身存在缺陷,如杂质、 碳化物偏析等情况,这些需 要高倍金相检测才能判断。
 
23、Cr12MoV热处理 爆裂原因有哪些?
 
(1)淬火介 质是否冷却过快(不能用盐水,水溶性淬火剂等)
 
(2)淬火前,可能没有退好火,造成内应力过大
 
(3)材料冶金不好(非金属夹杂物,带状组织,共晶碳化物)
 
(4)淬火时,炉温升的过快
 
(5)没有及时回火
 
24、什么是非热处理强化?
 
表面处理:如镀硬铬,增加零件的耐磨性;
 
喷丸强化:用于承 受交变应力下工作的零件,可以大 大提高疲劳强度;
 
滚压:利用滚 压工具在常温状态下对零件表面施加压力,使金属 表面产生塑性变形,修正金 属表面的微观几何形状,提高表面光洁度,提高零 件疲劳强度以及耐磨性和硬度。
 
 
 
文章来源:钢铁研究学报,略有改动。
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