鑄造模具熱處理工藝分類(lèi)說(shuō)明

鑄造模具熱處理工藝主要分為整體熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理三大工藝類(lèi)型。而在模具制造中經(jīng)常采用的是：退火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)等整體熱處理工藝，以及滲碳、滲氮、碳氮共滲等化學(xué)熱處理工藝。

熱處理工藝按工件在加工過(guò)程中要求或所處工序位置不同又可分為預(yù)備熱處理和   終熱處理兩類(lèi)。

預(yù)備熱處理的目的在于先前加工所造成的某些缺陷，如晶粒粗大、帶狀組織等；或降低硬度適應(yīng)以后機(jī)加工的需要；或?yàn)檎{(diào)整組織狀態(tài)、內(nèi)應(yīng)力為   終熱處理做好組織準(zhǔn)備。預(yù)備熱處理一般指退火、正火和調(diào)質(zhì)，主要對(duì)象是鍛件、鑄件和粗加工工件。

   終熱處理能使鋼件滿(mǎn)足在使用條件下的性能要求，如淬火、回火、化學(xué)或表面熱處理。有時(shí)，鋼材退火或正火能滿(mǎn)足使用性能要求，這時(shí)正火和退火也是   終熱處理。

一、退火及其目的、應(yīng)用和分類(lèi)

將鋼件加熱到臨界溫度以上20——30。C，保溫   時(shí)間后隨爐溫或在石灰、石英砂中緩慢冷卻下來(lái)，以接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理方法，稱(chēng)為退火。

1、退火的目的

1）降低硬度，削性能

2）削除偏析，均勻成分，鑄造、軋制、鍛造和焊接過(guò)程中的組織缺陷，殘留應(yīng)力。

3）細(xì)化晶粒，性能，并為   終熱處理準(zhǔn)備良好的金相組織。

4）恢復(fù)塑性、韌性，便于冷變形加工。

5）內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少淬火變形和裂紋。

2、退火的應(yīng)用，退火工藝主要腹膜于鑄鍛件和冷壓件加工后，利用堆焊和焊接方法來(lái)或修補(bǔ)凹模后，都   進(jìn)行退火來(lái)應(yīng)力。

3、退火的分類(lèi)。退火可以細(xì)分為   退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火等多種。

1）   退火。   退火是將亞共析鋼（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜0.77%）加熱到A3以上，保溫足夠的時(shí)間，使組織   轉(zhuǎn)變成奧氏體冷卻。   退火的目的是使鋼件軟化，以便于以后的機(jī)械切削加工或塑性變形加工；使鋼的晶粒細(xì)化、內(nèi)應(yīng)力以及為淬火準(zhǔn)備適宜的組織。

為了達(dá)到上述目的，   退火的加熱溫度通常規(guī)定為高于A3以上20——30。C。但工模具鋼中經(jīng)常含有鎢、鉻、鋁和釩等強(qiáng)碳化物形成元素，適當(dāng)?shù)靥岣邐W氏體化溫度可使它們所形成的碳化物能夠較快地溶入奧氏體中。

一般   退火需時(shí)較長(zhǎng)。為了縮短工藝過(guò)程的時(shí)間，保溫后可盡快地把鋼件從退火加熱溫度降至稍低于下臨界溫度。此后，在珠光體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)用適當(dāng)?shù)睦鋮s速度緩冷，轉(zhuǎn)變成符合要求的金相組織和性能。

2）不   退火。不   退火對(duì)于亞共析鋼，加熱溫度在A1——A3之間，而對(duì)于過(guò)共析鋼則在A1——A3之間，通常稍高于下臨界溫度。

不   退火與   退火的區(qū)別在于前者只是部分地重結(jié)晶形成奧氏體，而后者則全部重結(jié)晶，   轉(zhuǎn)變成奧氏體。因此，   退火又稱(chēng)結(jié)晶退火。

不   退火的目的與   退火近似，但由于在加熱溫度下不能   重結(jié)晶，所以細(xì)化晶粒方面不如   退火的好。但不   退火的優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度低，所以不   退火又有低溫退火之稱(chēng)。

3）等溫退火。多用于工具鋼、合金鋼，可代替   退火，縮短退火周期。目的在于金相組織，降低硬度，切削加工性能。

等溫退火的加熱工藝與   退火相同。但鋼經(jīng)奧氏體化后，等溫退火以較度冷卻到A1以下，等溫   時(shí)間，使奧氏體在等溫中發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，然后以較快冷速（一般為空冷）冷至室溫。

4）球化退火。球化退火是碳的質(zhì)量分類(lèi)≥0.77%的模具鋼中應(yīng)用   普遍的退火工藝。采用此工藝可使片層狀珠光體變成粒狀珠光體。由于粒狀珠光體硬度比片層狀珠光體低，因而了模具切削加工性能。

球化退火又是為淬火前做準(zhǔn)備的一種熱處理工藝。當(dāng)珠光體中存在片狀滲碳體或先共析網(wǎng)狀滲液體，會(huì)使鋼的力學(xué)性能下降、變脆，淬火時(shí)容易發(fā)生變形甚至開(kāi)裂。如果使?jié)B碳體球化則鋼的韌性明顯提高，加工性能明顯，淬火組織均勻，淬火后的工具鋒利且壽命提高。因此，對(duì)于高碳鋼、高碳合金鋼等工模具在淬火前一般進(jìn)行一次球化退火。

5）均勻化退火。將鋼錠或鋼坯加熱到1000。C以上，并較長(zhǎng)時(shí)間保溫，使鋼中元素時(shí)行擴(kuò)散，使之均勻分布偏析，幫均勻化退火又稱(chēng)擴(kuò)散退火。均勻化退火的同時(shí)也內(nèi)應(yīng)力，一般制造大模具時(shí)才使用均勻化退火，并直接在鋼廠(chǎng)完成此工序。

6）去應(yīng)力退火。退火溫度一般在600——650。C，目的是冷加工或粗加工產(chǎn)生的硬化、應(yīng)力，主要是為后續(xù)加工或后續(xù)處理創(chuàng)造適當(dāng)條件。

7）再結(jié)晶退火。再結(jié)晶退火又稱(chēng)軟化退火。退火溫度一般在680——720。C進(jìn)行（合金鋼高于此溫度），目的是冷加工后的組織變形，加工硬化。