模具钢的强韧化热处理技术及其应用
模具钢热处理加硬的原理
模具钢热处理加硬的原理
模具钢热处理加硬的原理是利用高温加热将钢材的晶体结构进行改变，从而使其硬度和耐磨性得到提高。
具体的原理分为以下几个步骤：
1. 首先，在高温下对模具钢进行淬火处理。
将钢材加热至临界温度以上（通常是800~950），使晶体结构发生相变，从晶格体转变为奥氏体。
该过程被称为奥氏体化。
2. 然后，将奥氏体钢材快速冷却。
将加热后的钢材迅速浸入水或油中，使温度迅速下降，从而迫使晶体结构在非平衡状态下保持，形成马氏体。
马氏体具有高硬度和脆性。
3. 如果需要进一步提高模具钢的硬度和耐磨性，还可以进行回火处理。
回火是将淬火后的钢材加热至较低温度，使马氏体部分转变为回火组织。
回火可以减轻马氏体的脆性，提高钢材的韧性。
回火的温度和时间可以根据具体材料和使用要求进行调整。
通过以上的热处理过程，模具钢的晶体结构得到了调整，从而使其硬度和耐磨性得到了提高。
Cr12MoV钢制模具的强韧化处理
摘要：Cr12MoV钢制模具经高温调质、等温淬火等主要工序后，得到下贝氏体、回火马氏体和少量残余奥氏体的复合组织，可获得良好强度和韧性的匹配，其强韧性明显高于常规的热处理方法。
应用于我公司使用的两种模具，其耐用度明显提高。
前言:Cr12MoV钢经热处理后具有高的硬度、强度、耐磨性和良好的淬透性能而被广泛应用于冷作模具。
我们自制的滚丝模具(见图1)和异形冲子(见图2)两种模具使用材料均为Cr12MoV钢。
用常规热处理方法处理后，滚丝模具在使用过程中齿部崩齿而报废，每副模具平均加工零件约1560件。
异形冲子在加工零件500件时，尖角部位出现脆性掉块现象，虽经几次修磨后平均加工零件仅为3000件左右。
这无疑严重影响了每月几十万件零件的生产数量和进度。
因此，解决和提高两种模具耐用度是摆在我们面前的一项研究课题。
1 模具的服役条件和失效分析1.1服役条件滚丝模具是在滚丝机床上加工冷态35钢零件的外螺纹，零件螺纹精度达6级，加工零件外螺纹时由于挤压变形量较大，要求该模具具有较高的抗变形能力、耐磨性和韧性。
异形冲子是在100T冲床上挤压退火态的硬铝零件成型，零件塑性变形量较大，并且零件成型后不再进行后序的机械加工，要求模具工作部位尺寸一致性好，应具有较高的耐压强度、耐磨性和韧性。
1.2失效形式及分析我们对已报废的两种模具逐一进行硬度检测，均为60～62HRC，符合图纸要求，抽样切块经金相检查组织为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物，碳化物偏析级别为3.5～4.5级不等。
两种模具除少量滚丝模具由于产生磨削裂纹时在使用时又沿原裂纹扩展而报废外，其余模具失效形式的共同特点均为脆性崩齿或掉块，未发现因强度和硬度不足产生的工作部位挤压变形或磨损。
将两种模具硬度降至58～60HRC时，脆性崩齿或掉块现象没有改善，由此可看出：模具工作部位脆性大、韧性不足是造成模具耐用度低的主要原因，保证模具良好强度和韧性的匹配是提高模具耐用度的主要措施。
模具钢的热处理
模具钢的热处理1.引言模具钢是一种用于制造模具的重要材料，其性能直接关系到模具的使用寿命和生产效率。
而模具钢的热处理是提高其性能的重要工艺之一。
本文将介绍模具钢的热处理工艺，主要包括淬火、回火和预硬化等处理方法及其影响因素。
2.模具钢的热处理工艺2.1 淬火淬火是模具钢热处理中最重要的工艺环节之一。
淬火能够使模具钢迅速冷却到室温以下，使其获得高硬度和优良的耐磨性能。
淬火的条件主要包括加热温度、保温时间和冷却介质的选择。
加热温度决定了模具钢的组织和硬化深度，保温时间和冷却速度则决定了淬火效果的好坏。
2.2 回火淬火后的模具钢通常会出现大量的残余应力和脆性，为了消除这些问题，需要进行回火处理。
回火可以改善模具钢的韧性和延展性，使其具有更好的综合性能。
回火温度和时间的选择是影响回火效果的重要因素，一般来说，回火温度越高，韧性越好，但硬度会相应降低。
2.3 预硬化预硬化是一种特殊的热处理方法，主要是为了提高模具钢的切削加工性能。
预硬化的目的是使模具钢在切削前达到一定的硬度，以提高切削效率和降低切削成本。
预硬化的温度通常较低，但时间较长，以保证钢材的组织细致均匀。
3.模具钢的热处理影响因素3.1 材料成分模具钢的化学成分直接影响其热处理效果。
高碳含量的模具钢通常具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较差。
合理调整模具钢的成分可以使其具备理想的硬度和韧性。
3.2 加热温度加热温度是影响模具钢热处理效果的重要因素之一。
过高的加热温度会导致组织异常粗大，从而影响硬度和韧性的平衡，而过低的加热温度又会导致淬火效果不佳。
3.3 冷却速度淬火的冷却速度直接影响了模具钢的硬度和耐磨性。
冷却速度过慢时，钢材的组织细密度低，硬度不够；而冷却速度过快则容易产生裂纹和变形。
3.4 回火温度和时间回火温度和时间的选择是影响模具钢回火效果的关键因素。
过高的回火温度和时间会导致模具钢变软，而过低则无法消除淬火时的残余应力和脆性。
4.结论模具钢的热处理对其性能有着重要的影响。
模具材料及热处理新工艺新技术
模具材料及热处理新工艺新技术模具材料及热处理是现代制造业中非常重要的关键技术。
随着制造业的不断发展和进步，对模具材料和加工工艺的要求也越来越高。
新的工艺和技术在模具材料的选用和热处理工艺上有着重要的应用和意义。
下面将介绍一些模具材料及热处理新工艺新技术的应用和发展。
首先，关于模具材料的选用，传统的模具材料主要包括工具钢、冷作模具钢、高速钢等。
这些材料具有一定的硬度和耐磨性，但在一些特殊环境下存在一些问题。
例如，高速钢在高温条件下容易软化，而工具钢和冷作模具钢在高温应力作用下容易发生开裂。
因此，为了解决这些问题，一些新型模具材料开始被广泛应用。
新型模具材料主要包括硬质合金、陶瓷材料和复合材料等。
硬质合金具有高硬度、高强度和优异的耐磨性，广泛用于冲压模和挤压模等高磨损模具。
陶瓷模具材料具有优异的高温性能和化学稳定性，广泛用于注塑模、压铸模和玻璃模等高温环境下的模具。
复合材料具有优异的机械性能、耐磨性和抗腐蚀性能，广泛应用于塑料模具、铸造模具和压力机模具等。
其次，关于模具材料热处理工艺的发展，传统的热处理工艺主要包括淬火、回火和正火等。
然而，随着模具工艺的不断发展，传统的热处理工艺已经无法满足对模具材料性能的要求。
因此，一些新的热处理工艺开始被广泛应用。
新的热处理工艺主要包括表面改性技术和热处理参数优化技术等。
表面改性技术包括氮化、渗碳、氧化和涂层等。
这些技术能够在材料表面形成一层硬度高、耐磨性好和抗腐蚀性强的保护层，提高模具的使用寿命和工作性能。
热处理参数优化技术通过对热处理工艺参数的优化调整，可以使模具材料在保持高硬度的同时，具有更好的韧性和抗裂性能等。
总之，模具材料及热处理新工艺新技术在现代制造业中有着非常重要的应用和发展。
通过选用新型模具材料和优化热处理工艺参数，可以提高模具的使用寿命和工作性能，从而降低生产成本，提高生产效率。
随着制造业的不断发展和进步，模具材料及热处理新工艺新技术将会得到进一步的完善和应用。
D2钢强韧化热处理工艺的研究
D2钢强韧化热处理工艺的研究材料2班陈志虎摘要：研究了深冷处理对D 2 钢冷冲模具金相组织，硬度和红硬性冲击韧性及耐磨性的影响。
试验和实践结果表明，深冷处理不仅细化D 2 冷作模具钢的显微组织，提高其室温硬度和红硬性而且明显改善冷冲模具钢的冲击韧性延长冷作模具的使用寿命。
关键字：D2钢深冷处理使用寿命等前言：模具的冲击韧性和耐磨性决定了其生产效率和使用寿命，深冷处理作为一个改善金属材料综合力学性能的有效途径而且具有成本低设备简单不消耗能源以及无污染等优点正逐步被人们重视。
模具材料经深冷处理后可有效地提高其冲击韧性和耐磨性，从而延长其使用寿命。
这对于广大热处理工作者模具制造者和模具使用者是一个好消息。
据文献报道经深冷处理后工模具的平均使用寿命提高了1 6 倍[1 4]，如果通过深冷处理能使模具使用寿命提高50% ，无疑将使社会节约不少的资源创造可观的经济效益。
D2 钢被广泛应用于冷冲模具，由其制作的冷冲模具由于碳化物呈网状分布完整且堆积严重，热处理后进行机械加工时，容易发生开裂使用时刃口容易崩。
因此对D2 钢冷冲模具深冷处理工艺进行研究意义重大。
1材料分析：电子探针分析D2钢基体成分的变化，x射线衍射法确定D2钢中存在着三种类型的碳化物相，用电子显微镜观测D2钢中各种相的型貌，D2钢在奥氏体化时．某些碳化物固溶于奥氏体中，使材料得到一次强化；经高温回火，残余奥氏体转变成马氏体．马氏体析出二次碳化物使材料得到二次强化。
富钒的二次碳化物对材料的硬度和耐磨性影响最大。
而残余奥氏体对其有很大不利影响。
D2钢是属于高碳高铬空淬冷作模具钢。
D2钢被广泛用作模压、冷成型冲头和模具。
该钢的平均成分(％)：C 1．5，Mn 0．4，Si 0．35．Cr12，Mo 1．0，V0．80。
它的铸造组织为莱氏体。
D2钢具有商的硬度和耐磨性，足够的韧性，热处理基本不变形。
当锻造充分破碎共晶网状结构时，细小球状碳化物分布在原始晶粒基体中，粗大的被打碎的一次碳化物通常沿纵向(加工方向)分布。
模具制造过程中常用到热处理方法及作用
模具制造过程中常用到热处理方法及作用热处理就是将钢在固态下施以不同的加热、保温和冷却,以改变其内部组织结构,获得所需性能的一种加工工艺。
从深圳市中广瑞达实业有限公司总经理肖韬先生那了解到，模具制造过程中常用到的热处理方法有: 退火、正火、淬火、回火、调质、渗碳、氮化。
（1）退火是将金属或合金加热到适当温度,保温一定时间, 然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。
其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。
退火作用:①降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工;②细化晶粒,消除因锻、焊等引起的组织缺陷,均匀钢的组织成分,改善钢的性能或为以后的热处理作准备;③消除钢中的内应力,以防止变形或开裂。
退火方法常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、扩散退火和等温退火等几种。
①完全退火又称重结晶退火,是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。
适用于含碳量为0.3%~0.6%的中碳钢和中碳合金钢。
②球化退火使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺。
常用的球化退火有普通球化退火和等温球化退火两种,此工艺主要用于共析钢和过析钢的模具、量具和刃具钢等。
③去应力退火为了去除由于塑性变形加工、锻造、焊接等造成及锻件内存在的残余应力而进行的退火工艺。
④再结晶退火又称中间退火,是指经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。
⑤等温退火就是将钢件或毛坯加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保持适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体组织,然后在空气中冷却的热处理工艺。
此种退火方式主要用于过冷奥氏体Ac比较稳定的合金钢。
（2）正火是将钢材或钢件加热到Ac3以上30~50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺。
正火作用:①可消除过共析钢中的网状碳化物,改善钢的切削加工性能;②细化过热铸、锻件晶粒和消除内应力;③对含碳量小于0.4%的中、低碳钢可用正火代替退火作预先热处理;④含碳量在0.4%~0.7%的不太重要的工件可在正火状态下使用。
模具钢的热处理与表面处理技术
模具钢的热处理与表面处理技术一、预热处理预热处理是模具钢热处理的第一步，其主要目的是消除模具钢在锻造、铸造过程中产生的内应力，防止在后续的热处理过程中产生变形和裂纹。
预热处理通常采用高温回火或等温退火的方法进行。
二、锻造锻造是模具钢热处理的另一个重要步骤，其主要目的是通过改变模具钢的显微组织结构，提高其力学性能和抗冲击能力。
锻造过程中，模具钢的加热温度、变形程度和冷却速度都会对其最终的组织结构和性能产生重要影响。
三、退火退火是模具钢热处理中常用的一种方法，其主要目的是通过将模具钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得理想的显微组织和机械性能。
退火过程中的加热温度和冷却速度对模具钢的性能有着重要影响。
四、淬火淬火是模具钢热处理中非常关键的一步，其主要目的是通过快速冷却，使模具钢的表面和心部同时达到临界点以下，获得马氏体组织，从而提高模具钢的硬度、强度和耐磨性。
淬火过程中的冷却速度对模具钢的显微组织和性能有着重要影响。
五、回火回火是模具钢热处理的另一个重要步骤，其主要目的是通过将模具钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以调整模具钢的显微组织结构，提高其韧性和抗冲击能力。
回火过程中的加热温度和保温时间对模具钢的性能有着重要影响。
六、深冷处理深冷处理是模具钢热处理的一种方法，其主要目的是通过将模具钢冷却到零下70℃以下，提高模具钢的硬度、强度和耐磨性。
深冷处理过程中的冷却速度和冷却时间对模具钢的性能有着重要影响。
七、表面强化处理表面强化处理是模具钢热处理的一种方法，其主要目的是通过物理或化学手段，提高模具钢表面的硬度和抗磨性。
表面强化处理的方法有很多种，包括渗碳、渗氮、高频淬火等。
八、渗氮渗氮是模具钢表面强化处理的一种方法，其主要目的是通过将模具钢表面渗入氮元素，提高其表面的硬度和抗磨性。
渗氮处理后的模具钢具有较高的耐腐蚀性和耐磨性。
九、渗碳渗碳是模具钢表面强化处理的一种方法，其主要目的是通过将模具钢表面渗入碳元素，提高其表面的硬度和抗磨性。
Cr12MoV模具钢应用的主要问题和热处理研究进展
Cr12MoV模具钢应用的主要问题与热处理研究进展1引言近20年来，我国模具工业发展非常迅速，尤其是近几年．模具需求一直以每年15％左右的速度快速增长,国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了强大的动力。
Cr12MoV钢属于高耐磨微变形冷作模具钢，其特点是具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯强度，仅次于高速钢，是冲模、冷镦模等的重要材料，其消耗量在冷作模具钢中居首位。
该钢虽然强度、硬度高，耐磨性好，但其韧度较差，对热加工工艺和热处理工艺要求较高，处理工艺不当，很容易造成模具的过早失效。
Cr12MoV钢常用的加工工艺是：下料一锻造一球化退火一机械加工一淬火+低温回火一平磨一线切割加工一组装。
Cr12MoV钢碳化物级别应不大于2级.其化学成分要求见表1。
Cr12MoV钢属于高碳高铬钢，含碳量和含铬量高，形成了大量的碳化物和高合金度的马氏体。
使钢具有高硬度、高耐磨性。
Cr12MoV钢中的钼增加钢的淬透性并且细化晶粒，钒能细化晶粒增加韧度。
又能形成高硬度的VC，以进一步增加钢的耐磨陛。
铬又使钢具有高的淬透性和回火稳定性。
由于Cr的大量存在，钢液结晶时析出的大量共晶碳化物(主要是硬度很高的铬铁复合碳化物(Fe，Cr)7C3，)极为稳定，常规热处理无法细化。
即使经压延后，在较大规格钢材中。
仍保留明显的带状或网状碳化物，碳化物分布不均匀，而带状或网状碳化物区是一个脆性区，其塑性、韧度差，不能承受大的冲击力，裂纹很容易在这里萌生与扩展，往往成为裂纹产生的主要原因。
较大的碳化物周围常常有空洞、位错等缺陷汇聚，在交变负荷的作用下，这些缺陷进一步聚集和扩展便可萌生疲劳裂纹。
碳化物偏析严重，在碳和合金元素富集的区域，钢的熔点降低，易导致模具热处理时过热，使碳和合金元素在奥氏体中溶解度减少，降低淬火后的硬度，且导致碳合金元素富集区与贫乏区之间产生大的组织应力，从而增大模具热处理后的变形量。
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随着模具使用范 围的扩大 ， 使用性能 的提高 ， 不
６ ０ Ａ合 金 粉 末 的熔 覆 表 面 硬 度 提 高 的幅 度 较 大 ， 而熔 论从节 约资源 、 降低成本 ， 还是从带来 的附加社会效 覆Ｓ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ ６ 钻 基合 金 粉 末 的熔 覆 表 面硬 度 提 高 的 幅度 益来看 ， 运用模具修 复技术对加工超差和失效 的模具
技术必将更快地发展 。
参
２ ００ ４．
考
文
献
的模具的范围也越来越广 。从效率较低 、 修复质量不
【 １ ］ 王娟 ．表面堆焊与热 喷涂技术［ Ｍ］ ． 北 京： 化学工业 出版社 ，
高 的火焰堆焊修 复技术发展到效率高 、 性 能优 良的激 【 ２ 】 赵玮霖。罗静 汽车模具 的点刷镀 和碰 焊快速修 复【 Ｊ ］ ． 模 具 光堆 焊技术 ， 从 单一 的堆焊修 复技术 发展到 电刷镀 、 工业 ， ２ ０ ０ ７ ， ３ ３ （ ２ ） ： ６ ４ — ６ ６
・
作者 简介 ： 郑滢滢 ， 女， １ ９ ７ ５ 年生 ， 浙江温 州人 ， 高
（ 收稿 １ ３ 期： ２ ０ １ ３ — ０ ９ — ０ ９ ） ①
沙眼 、 微 量磨损 、 局部剥落等形式 ， 厚度也在减 薄 ， 从 级工程 师， 主要从事模具教学、 设计、 科研 方面工作 。
８ ６・
强韧化 处 理 技 术及 应 用 效果 。
关键词 ： 模 具钢 ； 强韧 化技 术 ； 应 用
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ１ ６ ２ ． ６ ９ 文 献标 识 码 ： Ｂ
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热喷焊 、 激光熔覆 、 电火花等多种修 复技术 ， 同时几种 ［ ３ ］ 赵洪运．辊锻模具 表面送粉 激光熔覆 ＷＣ陶瓷层 的高温组 技 术 的复合应 用也在 发展 ； 可修 复的失效 形式 多样 织与性能［ Ｊ ］ ． 焊接学报 ， ２ ０ ０ ２ ， ２ ３ （ ５ ） ： １ ２ — １ ４ 化， 从崩刃 、 塌陷 、 切裂等到窄缝 、 深孔 、 小台面 、 气孔 、 几十毫米到几微米的超差都可进行修 复 ， 减少了对基 体的“ 二次损伤” 。
ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｄ ｉ ｅ＆ ｍｏ ｌ ｄ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ； ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ； ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
并 不 十分 明显 。
进行修 复都是模具制造业 中不可缺少 的一部 分 。随
着 我 国对 建设 节 约型 社 会 政 策 的 推进 ， 模 具 表 面修 复
５ 结 束 语
运 用表面技术 对模 具进行修 复是延长模具 寿命 的一种 重要 手段 ， 随着表面技术 的发 展 ， 可用 于修 复
・
模 具 材 料 及 热 处 理 技 术
・
模 具 钢 的 强韧 化 热处 理技 术 及 其应 用
赵 昌胜
安徽 宿州模 具热 处理研究 中心 （ 安徽宿 州
２ ３ ４ ０ ０ ０ ）
【 摘要 】 随着模 具技术的发展 ， 提 高模具质量成 为模 具制造者所面临的重要课题 ， 创新热处
理 工艺， 采 用 强 韧化 热 处 理技 术 ， 是 提 高模 具 产 品质 量 的 重要 途 径 ， 本 文 简要 介 绍 了几 项
《 模 具制 造） ２ ０ １ ４ 年第４ 期
１ 引 言
模具 的使 用寿命 越长 ， 这 种观点是错误 的 ， 模具 的硬
虽然是模具 所必须 的 ， 但是模具 的使 用寿 在一些模 具制造者 的观念里 ， 模具 的硬度越 高 ， 度和强度 ，
Ｐ Ｈ Ｎｉ 一 ６ ０ Ａ及 在此 基础 上添加 ２ ５ ％ ＷＣ的 Ｐ ＨＮ ｉ ２ ５ ＷＣ 一