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怎样编制Cr12型冷作模具钢的热处理工艺

时间:2017-08-09? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
    (1)退火  Cr12型钢属于莱氏体钢。铸态下有共晶组织存在,必须通过反复锻造将网状共晶碳化物打碎,以消除碳化物的不均匀性。但经过锻造的钢件仍存在碳化物偏析,在以后的淬火过程中容易引起畸变和开裂,或降低模具的使用寿命。因此,必须进行预备热处理以消除碳化物偏析,为淬火做好组织准备。
    Cr12型钢一般采用等温退火。将钢加热到850~870℃,保温2~4h,然后在740~760℃等温4~6h,随后炉冷至500℃出炉空冷。退火后的组织为索氏体加颗粒状碳化物,退火后硬度≤241HBW。
    (2)淬火+回火  由于Cr12型钢的碳含量及铬含量高,淬火后可形成大量合金碳化物和高合金度的马氏体,从而使钢具有高的硬度和耐磨性。
    Cr12型钢的淬火、回火方法有两种:一次硬化法和二次硬化法。
    1)一次硬化法。在较低的温度下淬火,Cr12的最佳淬火温度为980℃左右,Cr12MoV为1030℃,淬火后进行低温回火。Cr12MoV钢淬火后的硬度可达63~64HRC。回火温度应根据模具要求的性能来确定,随着回火温度的升高,硬度逐渐下降,而韧性则提高。所以当模具要求具有高的硬度、强度时,可在150~170℃低温下进行回火,回火后的硬度在60HRC以上。当模具不但要求硬度高、强度高,还要求具有一定的韧性时,应提高回火温度,回火温度在200~270℃之间选取。回火后的硬度为58~60HRC。对于个别承受冲击载荷特别大的模具,则采用450℃左右回火,硬度为50~ 55HRC。Cr12型钢回火时应避开回火脆性区,Cr12钢的回火脆性温度范围为290~330℃,Cr12MoV的回火脆性温度范围为325~ 375℃。
    一次硬化法处理的工件具有较高的硬度和耐磨性,以及较小的畸变,适用于重负荷的模具,Cr12型冷作模具大多采用此工艺。
    2)二次硬化法。将钢在较高的温度下淬火,在较高的温度下进行多次回火。Cr12钢的淬火温度为1090℃左右,Cr12MoV钢的淬火温度为1120℃左右,淬火后在510~ 520℃回火3~4次。
    由于二次硬化法采用的淬火温度高,淬火后钢中存在大量残留奥氏体(如1125℃淬火后,残留奥氏体体积分数多达85%),所以淬火后的硬度很低,只有40~ 50HRC,为使硬度回升到60~ 63HRC,即产生二次硬化现象,需经多次510~ 520℃回火。二次硬化的主要原因是残留奥氏体转变为马氏体,其次是由于碳化物的弥散析出造成的。
    二次硬化法的优点是可以获得高的热硬性,其缺点是由于淬火温度高,晶粒较大,致使模具韧性较低,畸变较大。这种方法适用于在400~ 450℃条件下工作的模具或需要进行渗氮处理的模具。
    Cr12型钢冷作模具的淬火在经过脱氧的高温盐浴炉中进行,由于钢的合金度高,导热性差,加之淬火温度高,所以淬火加热前必须进行一次或两次预热。第一次预热温度为500~650℃,在箱式炉中的预热时间按1.0~1. 5min/mm计算。第二次预热在盐浴炉中进行,预热温度为800~850℃,时间按0.4~0.6min/mm计算。通常中小型模具可预热一次,大型模具预热两次。
    在盐浴中的淬火加热时间按0.3~0. 4min/mm计算。
    Cr12型钢具有很高的淬透性,在空气中即可淬硬。生产中一般采用油淬冷却。为减少变形,在空气中预冷后淬入油中,油冷至180~ 200℃后出油空冷;也可以采用220~ 240℃分级淬火。
    Cr12型钢经淬火和回火后的组织为回火马氏体、碳化物和残留奥氏体。
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