模具热处理中存在的缺陷及预防

2017-02-23

1．模具表面有软点

模具(ju)(ju)热处理(li)后(hou)表面有软点,将影(ying)响模具(ju)(ju)的耐磨(mo)性、减少模具(ju)(ju)的使(shi)用寿命。

（1）产生原因

1）模具在热处理前(qian)表面有氧(yang)化皮、锈斑及局部(bu)脱碳。

2）模具淬火(huo)加(jia)热(re)后，冷(leng)却(que)淬火(huo)介(jie)质(zhi)选择不(bu)当(dang)，淬火(huo)介(jie)质(zhi)中杂质(zhi)过(guo)多或老(lao)化。

（2）预防措施

1）模具(ju)热处理前(qian)应去(qu)除氧化皮、锈斑，在淬(cui)火(huo)加热时适(shi)当保(bao)护模具(ju)表面，应尽量采(cai)用真空电炉、盐浴炉和保(bao)护气(qi)氛炉中加热。

2）模具淬火加热后冷(leng)却(que)时(shi)，应(ying)选择合(he)适的冷(leng)却(que)介(jie)质，对长期使用(yong)的冷(leng)却(que)介(jie)质要经(jing)常进行过滤，或定期更换。

2．模具热处理前组织不佳

模(mo)具最终球(qiu)化(hua)组织粗大不均、球(qiu)化(hua)不完善(shan)，组织有网状(zhuang)、带状(zhuang)和链状(zhuang)碳化(hua)物，这将(jiang)使模(mo)具在(zai)淬火后易产生裂纹(wen)，造(zao)成模(mo)具报废。

（1）产生原因

1）模(mo)具钢材料原(yuan)始组(zu)织(zhi)存在严(yan)重碳化物偏析。

2）锻造工艺不佳，如(ru)锻造加热(re)温度(du)(du)过高、变(bian)形量小、停锻温度(du)(du)高、锻后冷却(que)速度(du)(du)缓慢等，使(shi)锻造组织粗大(da)并有网状、带状及链状碳化(hua)物存在，使(shi)球化(hua)退火时难以消除。

3）球(qiu)(qiu)化退火工艺不佳，如退火温度过(guo)高或(huo)过(guo)低(di)，等(deng)温退火时间短等(deng)，可(ke)造成(cheng)球(qiu)(qiu)化退火组织不均或(huo)球(qiu)(qiu)化不良。

（2）预防措施

1）一般应根据模具的工作条件、生产批量及(ji)材料本(ben)身的强韧(ren)化(hua)性(xing)能(neng)，尽(jin)量选择品质(zhi)好(hao)的模具钢材料。

2）改进锻造工艺或采(cai)用正火预(yu)备热(re)处理，来消除原材料中网状和(he)链(lian)状碳化物(wu)及碳化物(wu)的不均匀性。

3）对无法进(jin)行锻造的(de)碳化(hua)(hua)物偏析严(yan)重的(de)高(gao)碳模具钢(gang)可进(jin)行固(gu)溶细化(hua)(hua)热(re)处理。

4）对(dui)锻造后的(de)模(mo)坯制定正(zheng)确(que)的(de)球化退火(huo)工艺规范(fan)，可采用调质热处理和(he)快速匀细球化退火(huo)工。

5）合理装(zhuang)炉，保(bao)证(zheng)炉内(nei)模坯温(wen)度的均匀性。

3．模具产生淬火(huo)裂纹

模(mo)具在(zai)淬火(huo)后产生裂纹是模(mo)具热处理过程(cheng)中的最大(da)缺陷，将使(shi)加工好(hao)的模(mo)具报废(fei)，使(shi)生产和经济(ji)造(zao)成很大(da)损失。

（1）产生的原因

1）模(mo)具(ju)材料(liao)存在(zai)严重的网状碳化物(wu)偏析。

2）模具(ju)中存在(zai)有机械(xie)加工(gong)或(huo)冷塑(su)变(bian)形应力。

3）模具热(re)处理操(cao)作不当（加热(re)或冷(leng)却(que)过快、淬(cui)火冷(leng)却(que)介质选(xuan)择(ze)不当、冷(leng)却(que)温(wen)度(du)过低、冷(leng)却(que)时间(jian)过长等(deng)）。

4）模(mo)具形状复杂、厚薄不均、带尖角(jiao)和螺纹(wen)孔(kong)等，使热(re)应力(li)和组织(zhi)应力(li)过大。

5）模具(ju)淬火(huo)加热温度过高产生过热或过烧(shao)。

6）模(mo)具淬火后回(hui)(hui)火不及时或回(hui)(hui)火保(bao)温时间不足(zu)。

7）模具返修淬(cui)火加(jia)热(re)时，未经中间退(tui)火而再(zai)次加(jia)热(re)淬(cui)火。

8）模(mo)具热处理的，磨削(xue)工艺不当(dang)。

9）模具热处理后电火花加工时，硬(ying)化层中存在有(you)高的(de)拉伸应力(li)和显微裂纹。

（2）预防措施

1）严格控制模(mo)具原材料的内在质(zhi)量

2）改进锻造和球(qiu)化(hua)退火(huo)工艺，消除网(wang)状、带状、链状碳化(hua)物，改善球(qiu)化(hua)组织的(de)均(jun)匀性。、

3）在(zai)机械加工后(hou)(hou)或冷塑变形后(hou)(hou)的(de)模(mo)具(ju)应进行去应力退(tui)火（>600℃）后(hou)(hou)再(zai)进行加热淬火。

4）对形状复杂的模具应采(cai)用石棉堵塞螺纹(wen)孔(kong)，包扎危险截(jie)面和薄壁(bi)处，并采(cai)用分级淬火或等(deng)温淬火。

5）返修或(huo)翻新模具时(shi)需进行退火或(huo)高温回(hui)火。

6）模具在淬火(huo)加热时应采取(qu)预热，冷(leng)却时采取(qu)预冷(leng)措施，并(bing)选择合适淬火(huo)介质。

7）应严格控制淬(cui)火加热温度和时间，防止模(mo)具过热和过烧。

8）模(mo)具淬火(huo)后(hou)应(ying)及时回(hui)火(huo)，保温时间要充分(fen)，高合(he)金(jin)复杂模(mo)具应(ying)回(hui)火(huo)2-3次。

9）选择正(zheng)确(que)的磨削工艺和(he)合适的砂轮。

10）改进(jin)模具电火花加工工艺(yi)，并进(jin)行(xing)去应力回火。

4．模具淬火后(hou)组织(zhi)粗大

模(mo)具(ju)淬火后组织(zhi)粗大，将(jiang)严重影(ying)响(xiang)模(mo)具(ju)的力(li)学性能，使用时将(jiang)会(hui)使模(mo)具(ju)产生断裂，严重影(ying)响(xiang)模(mo)具(ju)的使用寿命。

（1）产生的原因

1）模具钢材混淆(xiao)，实际钢材淬(cui)(cui)火温度远(yuan)低于(yu)要求模具材料的淬(cui)(cui)火温度（如把GCr15钢当成3Cr2W8V钢）。

2）模(mo)具钢淬火前未进(jin)行正确的球化处(chu)理工(gong)艺，球化组(zu)织(zhi)不良。

3）模具淬火加热温度过(guo)高或保(bao)温时(shi)间过(guo)长(zhang)。

4）模具在炉中放(fang)置(zhi)位置(zhi)不当，在靠(kao)近电极或加热元件区易产生过(guo)热。

5）对截(jie)面(mian)变化较大的模具，淬火加热工艺参数选(xuan)择(ze)不当，在(zai)薄截(jie)面(mian)和(he)尖角处产生过热。

（2）预防措施

1）钢材(cai)入库前应严(yan)格进行检验(yan)，严(yan)防钢材(cai)混淆乱放。

2）模具淬(cui)火前应进行正确的锻造和球(qiu)化退(tui)火，以确保良好的球(qiu)化组织。

3）正确(que)制定(ding)模(mo)具淬(cui)火加(jia)(jia)热工(gong)艺规范，严(yan)格控制淬(cui)火加(jia)(jia)热温度和保(bao)温时间(jian)。

4）定期检测和校正测温(wen)仪表，保(bao)证仪表正常工作。

5）模具在(zai)炉中加(jia)热时应与电极或(huo)加(jia)热元件保持适当(dang)的(de)距(ju)离。