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合金模具钢冷处理试验过程

文章出处:www.jnslx.com 人气:发表时间:2014-11-25 13:53

合金模具钢冷处理试验过程

2.2.1金相组织变化
合金模具钢经过常规热处理后,仍有一定量的残留奥氏体存在,残留奥氏体在使用过程中容易使
发生粘着、增加磨损,或者发生组织转变产生应力集中促进磨损。深冷处理能使残留奥氏体继续转变、提高模具耐磨性[5]。图1分别是D2钢经工艺1和经工艺5深冷处理后的显微组织。由图看出深冷处理后组织细小,且有较多的均匀细小的碳化物颗粒在马氏体晶界、晶粒内和原奥氏体晶界处弥散析出。常规处理的D2钢组织较粗大,析出碳化物数目较
少。
2.2.2硬度与红硬性
从表1可以看出深冷处理后硬度普遍提高0.5~1.2 HRC。试样深冷处理后具有较高的抗回火稳定性
(红硬性)。试样经400℃回火后,其硬度仍可达60HRC。  

2.2.3冲击韧度
短时间深冷处理硬度提高幅度较小,冲击韧度提高幅度也较小。时间较长时,冷处理温度为-160℃
的试样硬度和冲击韧性相对提高最多。经深冷处理后,断口韧窝数量增加,尺寸减少,其断裂方式大多为穿晶准解理,断口韧窝深且均匀,表现出韧性断裂机制。工艺5处理试样的冲击韧度相对未冷处理提高32.7%,这对提高冷作模具钢这类脆性材料寿命至关重要。
2.2.4耐磨性
经过深冷处理的试样耐磨性比未深冷处理的试样高。同一处理温度,保温时间长的试样耐磨性比保温时间短的高。基体马氏体组织具有高硬度,有好的耐磨性,更重要的是马氏体组织能支撑碳化物,使碳化物能有效地抵抗磨损,D2钢淬火并经过深冷处理后,在马氏体基体上析出大量超细碳化物,因此耐磨性得以提高。3模具深冷处理使用效果由于淬火并回火后,残留奥氏体延至-75~-140℃范围才发生转变[6],因此模具真空淬火+1次低温回火后,并采用工艺5深冷处理模具材料进行试验。
模具材料淬火和第一次回火工艺与常规处理相同。模具热处理后需平面磨上下表面和线切割型腔,基本形状如图3所示。模具厚度为75 mm,用于落料,被落料钢片厚度为5 mm,所以模具要求有高耐磨性和高的冲击韧性。常规处理的模具主要失效形式为线切割型腔过程中模具开裂和使用过程中崩刃口。
常规处理的模具平均使用寿命为冲1.0万~1.5万件。用工艺5深冷处理10件模具,没有模具在线切割过程发生开裂。其中有5件模具使用寿命为冲4.0万件以上,最多的为冲4.6万件;3件模具使用寿命为冲3.0万~4.0万件,2件为冲2.0~3.0万件。经过深冷处理模具的失效形式为正常刃口磨损。

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此文关键词:合金模具钢,冷处理试验
 

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