冷冲压模具的热处理工艺
不锈钢板冲压后热处理的工艺流程

不锈钢板冲压后热处理的工艺流程第一步:准备工作首先,需要准备冲压所需的不锈钢板材料,并对板材进行质检,确保材料质量符合要求。
同时,还需要准备冲压模具,包括上模和下模。
第二步:冲压加工将不锈钢板材放置在冲压机上,根据产品的要求和设计图纸,将冲压模具装配在冲压机上。
通过冲压机的压力和运动,对不锈钢板进行冲压加工,使其成型。
第三步:除渣处理在冲压加工过程中,可能会产生一些残渣,需要进行除渣处理。
可以通过机械的方法、化学溶解的方法或者超声波清洗的方法,将残渣从冲压件上清除。
第四步:热处理准备冲压后的不锈钢板材通常需要进行热处理,以改善其力学性能和耐腐蚀性。
在进行热处理之前,需要对冲压件进行清洗和退火处理。
清洗可以去除表面的污垢和油脂,而退火可以消除冲压过程中产生的应力,并使材料结构更加均匀。
第五步:热处理过程热处理是将冲压后的不锈钢板材在一定的温度和时间条件下进行加热和冷却,以改变其组织结构和性能。
常用的热处理方法包括固溶处理和时效处理。
固溶处理是将材料加热至其固溶温度,然后迅速冷却;时效处理是在固溶处理后将材料加热至一定温度,在一定时间内保持在该温度,然后再进行冷却。
第六步:机械加工经过热处理后的不锈钢板材可以进行机械加工,包括切割、钻孔、打孔等操作,以满足不同产品的要求。
第七步:表面处理最后,经过热处理和机械加工后的不锈钢板材还需要进行表面处理,以提高其耐腐蚀性和美观度。
常用的表面处理方法包括酸洗、电镀、喷涂、抛光等。
在以上的工艺流程中,不同的产品和要求可能会有所不同,所以具体的工艺参数和流程需要根据具体情况进行调整。
同时,在整个工艺过程中,需要严格控制各个环节的质量,确保产品的质量符合要求。
冲压模具热处理

冲压模具热处理
冲压模具的热处理是一个关键的工艺过程,其目的是增强材料的机械性能,提高材料的硬度、强度、韧性和耐磨性,以达到提高模具使用寿命的效果。
由于冲压模具在使用过程中经常面临高温、高压等极端条件,因此对其进行适当的热处理至关重要。
热处理工艺主要包括预备热处理和最终热处理两个阶段。
预备热处理的目的是消除锻件内的网状二次渗碳体,细化晶粒,消除内应力,并为最终的热处理做好组织准备。
例如,对于采用共析钢的冲压模具锻件,建议先进行正火处理,然后进行球化退火。
对于冲压凹模零件,在淬火前,通常需要进行低温回火热处理(即稳定化处理)。
而对于一些形状较为复杂、精度要求较高的凹模零件,在粗加工后及精加工前,应采用调质处理。
这可以减少零件的淬火变形,尽量避免开裂倾向,并为最终的热处理工序做好组织准备。
在最终的热处理阶段,主要根据模具的具体要求来选择合适的淬火和回火工艺。
例如,GM钢的淬火温度通常在1080~1120℃,回火温度为540~560℃,且需要回火两次。
而对于高耐磨性、高强韧性的模具钢(如ER5钢),淬火温度可能更高,达到1150℃,回火温度则在520~530℃,且需要回火三次。
此外,还有一些特殊的模具材料,如SUS440C、DC53、HAP40、SKH51和SKD61等,它们各自具有独特的物理特性和热处理工艺。
例如,SUS440C是一种马氏体不锈钢,经过淬火后能获得良好的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
而DC53则具有良好的淬透性、高硬度、高强度和良好的耐磨性。
总的来说,冲压模具的热处理是一个复杂而关键的过程,需要根据模具的具体要求和材料的特性来选择合适的工艺参数,以确保模具的性能和使用寿命。
冲压模具工艺(3篇)

第1篇一、引言冲压模具工艺是现代工业生产中广泛应用的加工方法之一,主要用于金属板材、带材、管材等材料的成形加工。
随着工业技术的不断发展,冲压模具工艺在制造业中的地位越来越重要。
本文将从冲压模具工艺的基本概念、分类、设计、制造、调试及应用等方面进行详细介绍。
二、冲压模具工艺基本概念1. 冲压:冲压是指利用模具对板材、带材、管材等材料施加压力,使其产生塑性变形,从而获得所需形状、尺寸和性能的加工方法。
2. 冲压模具:冲压模具是冲压工艺中必不可少的工具,它决定了冲压产品的形状、尺寸和精度。
3. 冲压模具工艺:冲压模具工艺是指从模具设计、制造、调试到应用的整个过程。
三、冲压模具工艺分类1. 按冲压工艺分类:可分为单工序冲压、多工序冲压、连续冲压等。
2. 按模具结构分类:可分为简单模具、复合模具、组合模具等。
3. 按冲压产品分类:可分为板件冲压、带材冲压、管材冲压等。
四、冲压模具工艺设计1. 设计要求:在设计冲压模具时,应满足以下要求:(1)满足产品形状、尺寸和精度要求;(2)保证冲压工艺的顺利进行;(3)提高生产效率,降低生产成本;(4)确保模具的寿命和安全性。
2. 设计步骤:(1)分析产品图纸,确定冲压工艺方案;(2)确定模具结构、材料、尺寸和精度;(3)绘制模具装配图和零件图;(4)进行模具强度、刚度和耐久性计算。
五、冲压模具工艺制造1. 模具材料:模具材料应具有良好的耐磨性、耐冲击性、耐热性、耐腐蚀性等性能。
常用的模具材料有Cr12、Cr12MoV、CrWMn等。
2. 模具加工:模具加工主要包括以下步骤:(1)毛坯加工:根据模具图纸,加工出模具毛坯;(2)热处理:对模具毛坯进行热处理,提高其性能;(3)机械加工:对模具进行机械加工,达到图纸要求的尺寸和精度;(4)装配:将模具零件装配成完整的模具。
六、冲压模具工艺调试1. 调试目的:调试冲压模具的目的是使模具在正常生产条件下,达到规定的生产速度、精度和产品质量。
冷冲模具的制造要求及制造过程

冷冲模具的制造要求及制造过程冷冲模具是一种用于冷冲压工艺的模具,在汽车、电子、家电等行业广泛应用。
冷冲模具的制造要求和制造过程非常重要,直接影响到产品的质量和效率。
以下将从这两方面进行详细介绍。
一、冷冲模具的制造要求1. 高强度和硬度冷冲模具在使用过程中需要承受较大的冲击和摩擦力,因此对模具的材质要求非常高。
通常情况下,冷冲模具需要采用优质的合金钢材料制造,确保模具具有足够的强度和硬度。
2. 高精度和稳定性冷冲模具的制造需要保证其具有高精度和稳定性,以确保冷冲压工艺的精准性和一致性。
在制造过程中,需要采用先进的加工设备和精密的加工工艺,确保模具的加工精度在允许范围内。
3. 耐磨性和耐久性冷冲模具在长时间的使用过程中会受到严重的磨损,因此需要具有良好的耐磨性和耐久性。
在材料选择和热处理过程中需要特别注意,确保模具具有良好的耐磨性和耐久性。
4. 合理的结构设计冷冲模具的结构设计需要考虑到产品的形状和尺寸,以及冷冲压工艺的要求。
合理的结构设计能够减少模具的磨损和变形,延长模具的使用寿命。
5. 完善的冷却系统在冷冲压工艺中,模具需要长时间进行高频次的冷却,因此需要具备完善的冷却系统,以确保模具在工作过程中能够保持合适的工作温度,防止模具变形和损坏。
二、冷冲模具的制造过程冷冲模具的制造过程通常包括材料选择、模具设计、加工制造、热处理和装配等环节。
1. 材料选择冷冲模具通常采用优质的合金钢材料制造,如Cr12MoV、Cr12和9SiCr等。
在材料选择时需要考虑模具的使用环境和工艺要求,选择合适的材料。
3. 加工制造在模具加工制造过程中,需要采用先进的加工设备和精密的加工工艺,确保模具的加工精度和表面质量。
通常情况下,需要采用CNC加工中心、线切割机等设备进行加工。
4. 热处理模具的热处理过程非常重要,可以有效提高模具的硬度、强度和耐磨性。
常用的热处理工艺包括淬火、回火、渗碳等,需要根据模具的材料和使用要求进行合理选择。
冷冲压模具设计与制造

冷冲压模具设计与制造1. 引言冷冲压模具是冷冲压工艺的关键部件,用于在金属材料加工过程中对其进行塑性变形。
冷冲压技术具有高效、高精度、低能耗等优点,广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
本文将介绍冷冲压模具的设计与制造方法。
2. 冷冲压模具设计冷冲压模具设计最重要的是确定模具的结构和尺寸。
以下是冷冲压模具设计的几个关键步骤:2.1 确定模具结构冷冲压模具通常由上模、下模、导向机构、定位机构等组成。
在设计模具结构时,需要考虑加工工件的形状和尺寸,以及冷冲压机的型号和性能。
2.2 确定模具尺寸模具尺寸的确定与工件的形状、尺寸和厚度有关。
需要考虑到材料的强度和可加工性,在满足工件要求的前提下,尽量减小模具的尺寸。
2.3 设计模具零件根据模具结构和尺寸,设计各个零部件的形状和尺寸。
主要包括上模、下模、导柱、导套、顶杆等零件。
在设计过程中,需要考虑零件的材料选择、工艺性能和加工精度。
2.4 确定模具的工装冷冲压模具的工装通常包括导向套、切断装置、定位装置等。
根据工件的特点和加工要求,选择合适的工装,并合理布置在模具上。
3. 冷冲压模具制造冷冲压模具的制造需要经过以下几个步骤:3.1 材料准备选择适合的模具材料,通常使用优质合金工具钢。
根据模具的使用要求,选择合适的材料硬度和韧性。
3.2 切削加工根据模具设计的零部件图纸,进行车、铣、磨等切削加工。
确保模具的尺寸和形状符合设计要求。
3.3 加工热处理通过热处理过程,提高模具材料的硬度和耐磨性。
常见的热处理方法包括淬火、回火等。
3.4 组装和调试将各个零部件按照设计要求组装成完整的模具,并进行调试。
确保模具的各个部位协调运动,完成工件的加工过程。
3.5 表面处理对模具进行表面处理,提高模具的耐磨性和表面光洁度。
常见的表面处理方法包括硬质激光熔覆、电火花加工等。
4. 模具试产与调试完成冷冲压模具的制造后,需要进行试产和调试。
通过试产,测试模具的性能和质量,同时对模具进行优化和调整,以满足工艺要求和工件质量要求。
冷冲模具的制造要求及制造过程

冷冲模具的制造要求及制造过程冷冲模具是一种专门用于冷冲加工的模具,广泛应用于汽车制造、家电制造、轻工制造等众多领域。
其制造要求较高,制造过程也相对复杂。
下面将详细介绍冷冲模具的制造要求及制造过程。
一、冷冲模具的制造要求1.材料选用冷冲模具通常使用优质合金工具钢作为原材料,例如国内常用的Cr12MoV、Cr12、Cr8等。
这些合金工具钢具有硬度高、耐磨损、韧性好等优点,适合用于制作冷冲模具。
2.设计精度3.耐磨性冷冲模具通常需要经过大量的工件冲压,因此对模具的耐磨性要求较高。
在材料选择上要考虑到模具表面的硬度和耐磨性。
4.附加细节冷冲模具通常需要考虑到一些附加细节,比如模具的冷却系统、定位销、导向套等,以提高模具的使用寿命和加工精度。
5.热处理要求对于冷冲模具,常用的热处理工艺包括淬火、回火、表面氮化等,以提高模具的硬度和韧性。
6.检测要求冷冲模具在制造完成后需要进行一系列的检测,包括尺寸测量、硬度测试、金相组织分析等,以确保模具的质量。
二、冷冲模具的制造过程1.设计根据产品的要求和加工工艺,设计出冷冲模具的三维CAD模型。
设计包括模具的几何形状、尺寸、材料选择、结构设计等。
2.加工根据设计图纸,进行模具的粗加工和精加工。
粗加工主要包括铣削、车削等,精加工主要包括线切割、电火花加工等。
3.组装将加工好的各个零部件进行组装,包括模具的上模、下模、导向套、定位销等。
组装的过程需严格按照设计要求进行。
4.调试对组装完成的冷冲模具进行调试,包括模具的开合顺畅性、寸尺精度、冷却效果等方面的测试和调整。
5.试验通过对冷冲模具进行加工试验,测试模具的加工性能和使用寿命。
根据试验结果对模具进行进一步的调整和改进。
6.交付经过试验调整后,将冷冲模具交付给客户使用。
同时提供相关的使用说明和维护方法,以延长模具的使用寿命。
总之,冷冲模具的制造要求高,制造过程复杂,需要设计、加工、组装、调试、试验等多个环节的协同工作。
只有严格按照规范要求进行制造,才能保证模具的质量和使用效果。
冲压模具金属材料及热处理工艺技术要点

冲压模具金属材料及热处理工艺技术要点摘要:冲压模具常用金属材料热处理工艺,需要严格控制各个环节质量,保证金属材料性能的基础上,经过热处理后经过冲压处理成为设备零部件,促进设备抗磨损与耐压性能提升,延长设备使用寿命。
但金属材料热处理过程中容易出现变形问题,变形严重时直接造成材料开裂,影响到材料质量,本文就此展开论述。
关键词:冲压模具;热处理工艺;技术控制1、冷冲压模具常用金属材料1.1碳素工具钢材料在我国碳素工具钢的产量非常大,使用也非常广泛。
这主要是因为碳素工具钢具备一些显而易见的优点:第一,可锻性好,方便锻造成所需的形状;第二、退火易软化,退火之后迅速软化,便于下一步的加工流程;第三、切削加工性好,因为碳素工具钢硬度小,非常容易进行切削处理;第四、价格便宜,这是决定碳素工具钢得以广泛使用的根本原因。
但同时,碳素工具钢也还存在许多不足之处,比如淬透性低,需额外通过水作为加工过程中的冷却剂,如此就会造成碳素工具钢发生更多的变形及断裂等问题。
因为碳素工具钢具备的这些优缺点,它适用的模具一般都具有这样的特点:尺寸较小,受力不大,形状较为简单,且对形状的变行要求不是很高,用碳素工具钢制作这样的模具,可以节省大量资源,但对于那些大受力、形状复杂、形状变形要求高的模具用碳素工具钢并不适合。
1.2高碳高铬模具钢材料与碳素工具钢相比,高碳高铬模具钢表现出了更好的淬硬性、淬透性、耐磨性,高碳高铬模具钢因为本身不容易发生变形等特性,被看作是高耐磨及微变形模具钢,高碳高铬模具钢要比高速钢在承载能力方面稍低。
高碳高铬模具钢的缺点是碳化物有比较严重的偏析问题,在实际冲压过程中必须对其反复进行改锻、镦拔,以逐步改善材料内碳化物的均匀水平,如此才会提升高碳高铬模具钢的使用性能。
1.3高速钢材料目前使用的高速钢,多是通过添加钼系元素等方式锻造出来的,高速钢因而具有非常优秀的使用性能,优势最明显的地方就是热塑性及强韧性都非常高,也因此获得非常大的发展空间,在冷作模具高精度及大批量工业化生产中,占有非常重要的地位。
t10a冷冲模(凹模)热处理工艺方法

T10A冷冲模(凹模)热处理工艺方法T10A冷冲模(凹模)热处理工艺方法是指在冷冲模制造中应用的一种热处理工艺。
T10A冷冲模是一种常用的模具钢材料,具有优秀的耐磨性和刚性,适用于制造金属零件的冲压模具和成型模具。
为了提高T10A冷冲模的使用寿命和耐磨性,采用适当的热处理工艺对其进行处理是非常重要的。
1.认识T10A冷冲模T10A是一种高碳工具钢,具有较高的碳含量和硬化性能,适用于制造要求较高的模具。
T10A冷冲模主要用于生产金属薄板、轻型板金零部件,具有很好的耐磨性和刚性,能够承受高压和冲击负载。
2.热处理工艺为了提高T10A冷冲模的硬度、耐磨性和耐冲击性能,通常需要采用热处理工艺。
热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火。
(1)退火T10A冷冲模在加工成型后,需要经过退火工艺,以消除内部应力和改善切削加工性能。
退火温度通常为750-800摄氏度,保温一段时间后冷却到室温。
(2)正火正火是为了提高T10A冷冲模的硬度和强度,一般在860-880摄氏度进行加热。
正火后,冷却到室温。
(3)淬火淬火是T10A冷冲模热处理工艺中最关键的一步,也是确保模具具有良好耐磨性和刚性的关键。
在达到临界温度后,迅速冷却至介质温度,使组织发生马氏体转变,达到增加硬度的目的。
(4)回火回火是为了降低淬火后的脆性和提高韧性,一般在中低温下进行回火处理。
3.个人观点和理解T10A冷冲模的热处理工艺对于模具的性能和寿命至关重要。
通过适当的退火、正火、淬火和回火处理,可以使T10A冷冲模具有较高的硬度和强度,耐磨性和耐冲击性得到提高,从而延长模具的使用寿命,减少成本,提高生产效率。
总结回顾T10A冷冲模(凹模)热处理工艺方法是相当复杂的工艺流程,但对于提高模具的性能和使用寿命具有十分重要的作用。
正确的热处理工艺可以使T10A冷冲模具具有优秀的耐磨性和刚性,适应高压和冲击负载的要求。
在实际生产中,对T10A冷冲模的热处理工艺应给予足够的重视和关注。
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5.1 冷冲压模具的常规热处理工艺1退火将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般为随炉冷却),以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。
火、扩散退火和去应力退火等等。
各种退火的加热温度围和工艺曲线如图5-1所示。
(1)完全退火完全退火又称重结晶退火,是把钢加热至Ac3以上20-30℃,保温一定时间后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却),以获得接近平衡组织的热处理工艺。
亚共析钢经完全退火后得到的组织是F+P。
完全退火的目的在于,通过完全重结晶,使热加工造成的粗大,不均匀的组织化和细化,以提高性能;或使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织,以降低硬度,改善切削加工性能。
由于冷却速度缓慢,还可以消除应力。
45钢经锻造及完全退火后的性能见表5-1状态σb/MPa σs/MPa Б5/% Ψ/% ak/KJ·m-2 HB锻造后完全退火650-750600-700300-400300-3505-1515-2020-4040-50200-400400-600≤229≤207完全退火主要用于亚共析钢,过共析钢不宜采用,因为加热到Accm以上慢冷时,二次渗碳体会以网状形式沿奥氏体晶界析出,使钢的韧性大大下降,并可能在以后的热处理中引起裂纹。
(2)等温退火等温退火是将钢件或毛坯加热到高于Ac3(或Ac1)的温度,保温适当时间后,较快地冷却到珠光体区的某一温度,并等温保持,使奥氏体转变为珠光体组织,然后缓慢冷却的热处理工艺。
等温退火的目的与完全退火相同,但转变较易控制,能获得均匀的预期组织;图5-1 碳钢各种退火和正火工艺规示意图对于奥氏体较稳定的合金钢,常可大大缩短退火时间。
(3)球化退火球化退火为使钢中碳化物球状化的热处理工艺。
球化退火主要用于过共析钢如工具钢、滚珠轴承钢,目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化(退火前正火将网状渗碳体破碎),以降低硬度,改善切削加工性能;并为以后的淬火作组织准备。
球化退火一般采用随炉加热,加热温度略高于Ac1,一边保留较多的未溶碳化物粒子或较大的奥氏体中的碳浓度分布不均匀性,促进球状碳化物的形成。
若加热温度过高,二次渗碳体易在慢冷时以网状的形式析出。
球化退火需要较长的保温时间来保证二次渗碳体的自发球化。
保温后随炉冷却,在通过Ar1温度围时,应足够缓慢,以使奥氏体进行共析转变时,以未溶渗碳体粒子为核心形成粒状渗碳体。
(4)扩散退火为减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性,将其加热到略低于固相线的温度,长时间保温并进行冷却的热处理工艺,称之为扩散退火或均匀化退火。
扩散退火的加热温度一般选定在钢的熔点以下100 ℃---200 ℃,保温时间一般为10h--15h。
加热温度提高时,扩散时间可以缩短。
扩散退火后钢的晶粒很粗大,因此一般再进行完全退火或正火处理。
(5)去应力退火为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残余应力而进行的低温退火,称之为应力退火。
去应力退火是将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500 ℃--650 ℃),保温,然后随炉冷却,这种处理可以消除约50%--80%的应力,不引起组织变化。
2.正火钢材或钢件加热到Ac3(亚共析钢)、Ac1(共析钢)和Accm(过共析钢)以上30 ℃--50 ℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。
正火后的组织:亚共析钢为F+S,过共析钢为S+Fe3CⅡ。
正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快些,目的是使钢的组织正常化,所以亦称常化处理,一般应用于以下方面:(1)作为最终热处理正火可以细化晶粒,使组织均匀化,减少亚共析钢中铁素体含量,使珠光体含量增多并细化,从而提高钢的强度、硬度和韧性。
对于普通结构钢零件,机械性能要求不很高时,可以正火作为最终热处理。
(2)作为预先热处理截面较大的合金结构钢件,在淬火或调质处理(淬火加高温回火)前常进行淬火,以消除氏组织和带状组织,并获得细小而均匀的组织。
对于过共析钢可减少二次渗碳体量,并使其不形成连续网状,为球化退火做组织准备。
(3)改善切削加工性能低碳钢或低碳合金钢退火后硬度太低,不便于切削加工。
正火可提高硬度,改善其切削加工性能。
3.淬火将钢加热到相变温度以上,保温一定时间,然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火是钢的最重要的强化方法。
(1)淬火工艺{1} 淬火温度的选定在一般情况下,亚共析钢的淬火加热温度为Ac以上30 ℃---50 ℃ :共析3图5-2 钢的淬火温度围以下时,淬火组织中会保留自由铁素体,使钢的硬度降亚共析钢加热到Ac3以上两相区时,组织中会保留少量二次渗碳体,而有利低。
过共析钢加热到Ac1于钢的硬度和耐磨性,而且,由于降低了奥氏体中的碳质量分数,可以改变马氏体的形态,从而降低马氏体的脆性。
此外,还可减少淬火后残余奥氏体的量。
若淬火温度太高,会形成粗大的马氏体,使机械性能恶化;同时也增大淬火应力,使变形和开裂倾向增大。
{2}加热时间的确定加热时间包括升温和保温两个阶段。
通常以装炉后炉温达到淬火温度所需时间为升温阶段,并以此作为保温时间的开始,保温阶段是指钢件温度均匀并完成奥氏体化所需的时间{3}淬火冷却介质常用的冷却介质是水和油。
水在650 ℃---550 ℃围冷却能力较大。
因此易造成零件的变形和开裂,这是它的最大缺点,提高水温能降低650 C---550 C围的冷却能力,但对300 ℃----200 ℃的冷却能力几乎没有影响。
这既不利淬硬,也不能避免变形,所以淬火用水的温度控制在30 ℃以下。
水在生产上主要用于形状简单、截面较大的碳钢零件的淬火。
淬火用油为各种矿物油(如锭子油、变压器油等)。
它的优点是在300 ℃--200 ℃围冷却能力低,有利于减少工件变形;缺点是650 ℃---550 ℃围冷却能力也低,不利于钢的淬硬,所以由一般用作为合金钢的淬火介质。
为了减少零件淬火时的变形,可用盐浴作淬火介质。
常用碱浴、硝盐浴的成分、熔点及使用温度见表5-2.熔盐成分熔点/℃使用温度/℃碱浴80%KOH+20%NaOH+130 140-2506%H2O(外加)硝盐55%KNO3+45%NaNO2137 150-500硝盐55%KNO3+45%NaNO3218 230-550中性盐30%KCl+20%NaCl+50%BaCl2560 580-800这些介质主要用于分级淬火和等温淬火。
其特点是沸点高,冷却能力介于水和油之间,常用于处理形状复杂、尺寸较小、变形要求严格的工具等。
{4}淬火方法常用的淬火方法有单介质淬火、双介质淬火、分级淬火和等温淬火等(图5-3)。
图5-3 不同淬火方法示意图单介质淬火方法采用一种介质冷却,操作简单,易实现机械化,应用较广。
缺点是水淬变形开裂倾向大;油淬冷却速度小,淬透直径小,大件淬不硬。
双介质淬火和分级淬火能有效地减少热应力和相变应力,降低工件变形和开裂倾向,所以可用于形状复杂和截面不均匀的工件淬火。
等温淬火大大降低钢件的应力,减少变形,适用于处理复杂和精度要求高的小件,如弹簧、螺栓、小齿轮、轴及丝锥等,也可用于高合金钢较大截面零件的淬火。
其缺点是生产周期长、生产效率低。
(2)钢的淬透性{1}钢的淬透性及其测定方法钢接受淬火时形成马氏体的能力叫做钢的淬透性。
不同成分的钢淬火时形成马氏体的能力不同,容易形成马氏体的钢淬透性高(好),反之则低(差)。
如直径为30mm的45钢和40CrNiMo试棒,加热到奥氏体区(840 ℃),然后都用水进行淬火。
分析两根试棒截面的组织,测定其硬度。
结果是45钢试棒表面组织是马氏体,而心部组织为铁素体+索氏体。
表面硬度为55HRC。
心部硬度仅为20HRC,表示45钢试棒心部未淬火。
而40CrNiMo钢试棒则表面至心部均为马氏体组织,硬度都为55HRC,可见40CrNiMo的淬透性比45钢要好。
淬透性可用“末端淬火法”来测定。
将标准试样(25*100mm)加热奥氏体化后,迅速放入末端淬火实验机的冷却孔中,喷水冷却。
规定喷水管径12.5mm,水柱自由高度65mm+5mm,水温20 ℃---30 ℃。
图5-4为末端淬火法示意图。
显然,喷水端冷却速度较大距末端沿轴向距离增大,冷却速度逐渐减小,其组织及硬度亦逐渐变化。
在试样侧面沿长度方向磨一深度0.2mm--0.5mm的窄条平面,然后从末端开始,每隔一定距离测量一个硬度值,即可测得试样沿长度方向上的硬度变化,所得曲线称为淬透性曲线[图5-5)]实验测出的各种钢的淬透性曲线均收集在有关手册中。
同一牌号的钢,由于图5-4 试样尺寸及冷却方法图5-5 淬透性曲线的测定根据GB225-63规定,钢的淬透性值用J HRC/d表示。
其中J表示末端淬火的淬透性,d表示距水冷端的距离,HRC为该处硬度。
例如,淬透性值J42/5,表示距水冷端5mm试样硬度为42HRC。
在实际生产中,往往要测定淬火工件的淬透层深度,所谓淬透层深度即使从试样表面至半马氏体区(马氏体和非马氏体组织各占一半)的距离。
在同样淬火条件下,淬透层深度越大,则反映钢的淬透性越好。
半马氏体组织比较容易由显微镜或硬度的变化来确定。
马氏体中含非马氏体组织量不多时,硬度变化不大;非马氏体组织量增至50%时,硬度陡然下降,曲线上出现明显转折点,如图5-6所示,另外,在淬火试样的断口上,也可以看到以半马氏体为界,发生由脆性断裂过度为韧性断裂的变化,并且其酸蚀断面呈现明显的的明暗界线。
半马氏体组织和马氏体一样,硬度主要与碳质量分数有关,而与合金元素质量分数的关系不大,如图5-7所示。
图5-6淬火试样断面上马氏体量和硬度的变化图5-7 半马氏体硬度与碳质量分数的关系曲线值得注意的是,钢的淬透性与实际工作的淬透层深度并不相同。
淬透性是钢在规定条件下的一种工艺性能,而淬透层深度是指实际工作在具体条件下淬火得到的表面与马氏体到半马氏体处的距离,它与钢的淬透性、工作的截面尺寸和淬火介质的冷却能力等有关。
淬透性好,工件截面小、淬火介质的冷却能力强则淬透层深度越大。
钢淬火后硬度会大幅度提高,能够达到的最高硬度叫钢的淬硬性,它主要决定与马氏体的碳含量。
2影响淬透性的的因素钢的淬透性由其临界冷却速度决定。
临界冷却速度越小,即奥氏体越稳定,则钢的淬透性越好。
因此,凡是影响奥氏体稳定的因素,均影响钢的淬透性。
a 碳质量分数对于碳钢,碳质量分数影响钢的临界冷却速度。
亚共析钢随碳质量分数减少,临界冷却速度增大,淬透性降低。
过共析钢随碳质量分数增加,临界冷却速度增大,淬透性降低。
在碳钢中,共析钢的临界临近冷却速度最小,其淬透性越好。
b 合金元素除钴以外,其余合金元素溶于奥氏体后,降低临界冷却速度,使C曲线右移,提高钢的淬透性,因此合金钢往往比碳钢的淬透性要好。