模具钢淬火工艺冷却方法有哪些

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  硬度是模具钢一项非常重要的力学性能要求。因为硬度能体现出模具钢抵抗硬物压入其表面的能力,也可以综合反映材料强度、塑性、弹性、耐磨性等力学性能,所以我们为了提高模具钢的硬度,会通过淬火热处理工艺对其进行提升。为了使模具钢的性能可以更上一层楼,我们就需要对模具钢进行冷却。那么,有关淬火工艺冷却方法有哪些呢?

淬火冷却

  1、模具钢单液淬火法。将模具钢或零件加热到奥氏体化后淬入水,油或其他冷却介质中,经过一定时间冷却(冷却到低于珠光体型转变温度区域或马氏体转变温度区域)取出模具钢空冷。由于模具钢冷却过程在单一冷却介质中完成的,称单液淬火法。

  2、模具钢双液淬火法。顾名思义,模具钢淬火冷却过程是在两种冷却介质(最常用的是水,油)中配合完成的。使冷却过程较为理想,既在珠光体转变区域快速冷却,在马氏体转变区域缓慢冷却.具体做法是,将加热到奥氏体化温度的模具钢或零件先淬入高温区快冷的第一种介质中(通常是水或盐水溶液),以抑制过冷奥氏体的珠光体转变,当冷却到00*C.左右时,迅速取出转入低温区缓冷的第二种介质中(通常为油)。由于马氏体转变在较缓和的冷却条件下进行,可有效地缓解或防止变形和开裂,俗称水淬油冷。此法需要较高的操作技巧。有时了理解为三种介质,即先水,后油,最终是空气。

  3、模具钢喷射淬火法。大型复杂特别是厚薄差大的工件和模具钢,为使冷却均匀避免过大的淬火应力,控制好冷却过程不同阶段不同部位的冷速的方法。有喷液(水或水溶液),喷雾(压缩空气和水经雾化喷射到零件不同部位),气淬等多种方式,其优点是可控制不同介质或不同流量,压力来控制和调节各温度区域的冷速;或改变不同喷嘴数量和位置可使;冷却均匀。目前在模具热处理中最流行的真空高压气淬既是。

  4、模具钢分级淬火法。将加热到奥氏体化温度的模具钢或工件淬入温度在马氏体转变温度附近的冷却介质(常用的为盐浴)中,停留一段时间,使工件表面和中心温度逐渐趋于一致后取出空冷,以较低的冷却速度完成马氏体转变,此法能显著减少变形并且提高模具钢的韧度,是模具零件常用的淬火方法之一。模具钢分级淬火的温度选择有两种。一种是取被处理工件钢种的马氏转变开始温度(Ms点)以上10~30*C;另一种是选取Ms点以下80~100*C。分级的停留时间也要掌握好,过短则温度不够均匀,未能达到分级淬火的目的;过长则可能发生非马氏体相变而降低硬度。

  5、模具钢等温淬火法。将加热到奥氏体化温度的模具钢工件淬入温度稍高于被淬火钢钢种Ms点的热浴中等温停留,完成相变以获得下贝氏体组织或下贝氏体和马氏体混合组织。此法目的有缓解变形和开裂,淬火应力小等优点。具有与回火马氏体相近的强度和韧度。

  避免模具钢使用过程中,出现变形,开裂的现象,对于模具钢淬火工艺后的冷却,也是必须的,这样会使模具钢不易变形,在使用条件下有合适的粘度,不易燃,易爆,无毒等。

  以上便是模具钢淬火工艺冷却的5种方法。

 

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  模具钢的力学性能要求

  【硬度】

  硬度表征了钢对变形和接触应力的抗力。测硬度的试样易于制备,车间、试验室一般都配备有硬度计,因此,硬度是很容易测定的一种性能,而且硬度与强度也有一定关系,可通过硬度强度换算关系得到材料硬度值。按硬度范围划定的模具类别,如高硬度(52∼60HRC),一般用于冷作模具,中等硬度(40∼52HRC),一般用于热作模具。

  钢的硬度与成分和组织均有密切关系,通过热处理,可以获得很宽的硬度变化范围。

  【塑性】

  淬硬的模具钢塑性较差,尤其是冷变形模具钢,在很小的塑性变形时即发生脆断。衡量模具钢塑性好坏,通常采用断后伸长率和断面收缩率两个指标表示。

  断后伸长率是指拉伸试样拉断以后长度增加的相对百分数,以δ表示。断后伸长率δ数值越大,表明钢材塑性越好。热模钢的塑性明显高于冷模钢。

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