熱鍛模具鋼的熱處理工藝(熱鍛模具設計與制造)

博主:adminadmin 2023-01-02 06:32:10 條評論
摘要:今天給各位分享熱鍛模具鋼的熱處理工藝的知識,其中也會對熱鍛模具設計與制造進行解釋,如果能碰巧解決你現在面臨的問題,別忘了關注本站,現在開始...
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熱鍛模具鋼的熱處理工藝(熱鍛模具設計與制造)

大型熱鍛模鍛模如何進行熱處理

5CrNiMo和5CrMnMo是常見的熱鍛模具鋼,對于大型模具熱處理工藝一般來說先需要階梯加熱.350度---650度.后再最終淬火加熱.在整個加熱過程中需要保護模具表面不脫碳和氧化.淬火冷卻前需要予冷.入冷卻液后要算準模具的終止冷卻的時間.一般來說,模具的出油溫度應該在160~180度之間,直觀回火.

鍛造模具一般用怎么材料,其熱處理工藝是什么?

一:鍛造模具用鋼:

Cr12MoV,5CrNiMo,5CrMnMo等

模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種。模具是機械制造、無線電儀表、電機、電器等工業部門中制造零件的主要加工工具。模具的質量直接影響著壓力加工工藝的質量、產品的精度產量和生產成本,而模具的質量與使用壽命除了靠合理的結構設計和加工精度外,主要受模具材料和熱處理的影響。

二:熱處理工藝:

油淬后再回火,是典型的鍛造模具用鋼熱處理工藝。

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上溫度,保溫一段時間,使之全部或部分奧氏體化,然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。

回火是將經過淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度AC1(加熱時珠光體向奧氏體轉變的開始溫度)的適當溫度,保溫一段時間后在空氣或水、油等介質中冷卻的金屬熱處理工藝。或將淬火后的合金工件加熱到適當溫度,保溫若干時間,然后緩慢或快速冷卻。一般用于減小或消除淬火鋼件中的內應力,或者降低其硬度和強度,以提高其延性或韌性。淬火后的工件應及時回火,通過淬火和回火的相配合,才可以獲得所需的力學性能。

熱鍛模具用什么材料,熱鍛模具的熱處理方法

熱鍛模具鋼用HMAX系列模具鋼:HMAX-DHMAX-RHMAX-3HMAX-4HMAX-5HMAX-6.HMAX新型高紅硬性高強韌高耐磨模具系列,其中HMAX-3模具鋼是HMAX模具鋼系列之一,基體純凈、 組織均勻、是一種高性能的鉻-鉬-釩合金鋼材,具有良好的抗熱裂紋、開裂、熱磨損和塑性變形能力。具有以下特點:在各個方向上都有優異的韌性和延展性、好的抗回火性能、良好的高溫強度、優異的淬透性、熱處理、表面涂覆后良好的尺寸穩。由于該產品增強了抵抗模具主要失效機理(如熱龜裂、熱裂紋、熱磨損及塑性變形)的能力,因此能顯著提高模具壽命并獲得更佳的經濟效益。適用于高要求的壓鑄、熱鍛和熱擠壓行業。適用于較嚴苛條件下壓鑄(如發動機的缸蓋、 缸體、 變速箱殼體、 活塞等) ; 有高拋光要求, 耐磨性要求及模次要求更高的塑膠模具; 耐磨性及抗開裂性要求更高的熱擠壓模具(如7系列鋁合金)HMAX熱鍛模具鋼系列之一HMAX-4模具鋼種的各項綜合性能良好,適用于制作受熱溫度較高,使用條件要求苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模熱作模具。汽車變速箱同步器銅錐環壓鑄模、銅彎管接頭壓鑄模、1/2銅閘閥體壓鑄模、1銅閘閥體殼壓鑄模、銅管熱擠壓模、軸承套圈熱擠壓模、液鍛活塞模等模具比3CR2W8V模次提高3-6倍。

HMAX鋼真空淬-回火工藝

淬火

溫度/T

時間:min

注:奧氏體化保溫時間根據模具截面直徑尺寸、裝爐量等,一般按1.5分/毫米估算。

回火三次

時間:min

注:①淬火硬度HRC58,第一次回火溫度選620℃,第二、三次回火是否需提降溫,根據技術要求。

②回火保溫時間可取淬火保溫時間的倍數,通常2-4小時,至少三次回火,

禁止450-550℃之間回火,以免回火脆性。

熱鍛模具鋼的熱處理

高熱穩定性熱鍛模具鋼5Cr2NiMoVSi的熱處理

來源:數控機床網 時間:2008-6-3 16:01:46

國際模具網

摘要:5Cr2NiMoVSi鋼是近年來我國研制出的高熱穩定性熱鍛模具鋼。雖然尚未納入GB/T1299-2000《合金工具鋼》國家標準,但已在實際生產中應用多年,效果亦很好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

關鍵詞:5Cr2NiMoVSi鋼;高熱穩定性;高韌性;高壽命

5Cr2NiMoVSi鋼是在5CrNiMo和4Cr5MoSiV(H11)鋼的基礎上研制的新鋼種。強度高于5CrNiMo鋼而稍低于4Cr5MoSiV(H11)鋼;沖擊韌度高于5CrNiMo鋼和4Cr5MoSiv(H11)鋼;淬透性接近5CrNiMo鋼。加熱時奧氏體晶粒長大傾向小,熱處理溫度范圍較寬,有利于大尺寸模塊長時間加熱保溫。特別是,鋼的熱穩定性高于5CrNiMo鋼,接近于4Cr5MoSiv(H11)鋼。因此特別適合于與鍛件接觸時間較長因而模具工作面溫升較高的壓力機鍛模,和模鍛錘鍛模。

雖然5Cr2NiMoVSi鋼未納入GBT1299-2000《合金工具鋼》國家標準,但已在實際生產中應用多年,效果亦好。是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

1 5Cr2NiMoVSi鋼的成份與性能

1.1 5Cr2NiMoVSi鋼的化學成分

1.2 5Cr2NiMoVSi鋼的物理性能

熱導率(室溫)W/(mk):33.5。

比熱容Cp(室溫)J/(Kgk):501.6。

2 5Cr2NiMoVSi鋼的熱加工與鍛造

熱加工鍛造是模具制造工藝過程中的重要工序,模具鍛造質量的優劣,直接影響到模具熱處理質量的優劣,關系到模具的使用壽命。鍛造的目的不僅是為了將坯料鍛造成所需要的形狀,更重要的是可以改善和提高模具的性能,保證模具的使用壽命。

模具鋼經合理鍛造后,有如下效果:

A.使塊狀、網狀、帶狀碳化物破碎,分布均勻。

B.改變模具中流線的方向,使流線合理分布。

C.改善模具中的氣孔,疏松,提高鋼的比重和致密度。

3 5Cr2NiMoVSi鋼的熱處理工藝

3.1 預先熱處理

5Cr2NiMoVSi鋼等溫退火后的組織為粒狀珠光體+極少量未溶碳化物(合金滲碳體.M23C6和少量M6C、Mc,總含量為6.79%)硬度為220-230HBW。

3.2 淬火工藝規范

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火溫度范圍較寬,可在960-1010℃范圍內選擇。在此溫度范圍內加熱,鋼的奧氏體晶粒度在9-10級之間,溫度升到1060℃時,奧氏體晶粒開始急劇長大。

5Cr2NiMoVSi鋼的淬火加熱和冷卻工藝,是影響模具變形和開裂,獲得理想淬火組織和理想力學性能的關鍵。由于錘鍛模具尺寸較大,在冷卻過程中產生的熱應力及組織應力也很大,因此,錘鍛模淬火冷卻前要進行適當的預冷。一般應預冷至鋼的,AC3溫度附近,既880℃左右。預冷的方式:一是模具隨爐預冷,均溫后出爐淬火冷卻;二是出爐在空氣中預冷,小模塊(≤250mm)的預冷時間3-5min,大模塊(≥300mm)約5-8min。然后放入30-80℃的油中冷卻。為了冷卻均勻,最好進行攪拌冷卻。鍛模一般冷至約150-200℃時就應從油槽中取出,并立即回火。這時既可根據經驗確定:模具提出油面時冒青煙而不再著火;也可以使用紅外測溫儀確定。鍛模在油中淬火冷卻的時間請參照表4。

5Cr2NiMoVSi鋼在960-1010℃溫度范圍內淬火后的組織為板條馬氏體+孿晶馬氏體及少量殘余奧氏體。淬火后硬度為54-61HRC。

3.3 回火工藝規范

5Cr2NiMoVSi鋼具有較好的回火抗力,經550℃回火后仍能保持高硬度(51-53HRC)。經600℃回火后,硬度為47-48HRC,650℃回火后下降為42-44HRC。而5CrNiMo鋼經650℃回火后硬度不足30HRC。可見5Cr2NiMoVSi鋼的熱穩定性比5CrNiMo鋼高出150℃左右。在450-550℃范圍內回火時,從基體中析出M2C和VC等碳化物,具有較高的彌散度,產生二次硬化效應。

由于大、中、小型模具的硬度要求不同,截面尺寸(主要是高度H)也不同,因此推薦的回火溫度范圍也較寬(請參照表5)。

一般情況下,由于模具淬火應力很大,如果回火時加熱速度過快,會產生新的應力,也常會使模具的變形或開裂的可能性增大,所以在回火加熱時,應采用等溫預熱分段加熱回火形式。預熱溫度不應高于350℃,高于350℃時,模具心部的殘余奧氏體將向上貝氏體轉變,不僅會降低模具的強度,而且會顯著降低模具的沖擊韌性。因此等溫預熱的溫度一般取280℃左右,此溫度下,殘余奧氏體將向下貝氏體轉變。由于下貝氏體具有高的強韌性和沖擊韌性,因而獲得下貝氏體組織是有利于提高模具的使用壽命。

由于5Cr2NiMoVSi鋼含有0.80-1.20%的Mo,因此對第二類回火脆性并不敏感,所以回火后的冷卻可采用空冷。雖然慢冷對鋼的沖擊韌性略有降低,但絕對值仍然滿足技術條件要求。

在生產條件下,常常采用一次回火。但由于回火不足(特別是大、中型模塊),在生產中經常發生采用一次回火(加上回火時問短)后,模具極易產生開裂,有的甚至在未使用的情況下產生開裂。因此,在第一次回火后,應當再進行第二次回火,將模具的內應力降至最低。

第二次回火必須在第一次回火后模具冷卻至室溫,使殘余奧氏體充分轉變后才能進行。第二次回火溫度應低于第一次回火溫度約10℃左右。

4 5Cr2NiMoVSi鋼熱處理后的力學性能

5Cr2NiMoVSi鋼經960-1010℃加熱淬火,600-680℃加熱回火后,可獲得較高的綜合力學性能。

4.1 5Cr2NiMoVSi鋼985℃淬火后的力學性能。

4.2 5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強度

5Cr2NiMoVSi鋼在500℃以下試驗時,高溫強度與5CrNiMo鋼相近,當試驗溫度高于600℃時,5Cr2NiMoVSi鋼的高溫強度比5CrNiMo鋼高出一倍以上。這與5CrNiMo鋼中的M3C碳化物在高溫下易聚集長大有關。

4.3 5Cr2NiMoVSi鋼高溫沖擊韌度

500-550℃是模具工作面的工作溫度范圍,在此溫度下,5CrNiMo鋼的沖擊韌度處于谷值,而5Cr2NiMoVSi鋼的沖擊韌度僅有少許下降,比5CrNiMo鋼高出一倍。

5 5Cr2NiMoVSi鋼在汽車前軸鍛模中的應用

東風EQ140型汽車前軸鍛模的尺寸為1825395300mm,熱處理后的硬度要求為37-41HRC。鍛模在工作中所受的沖擊力比較小,但與鍛件接觸的時間長。模具表面的工作溫度較高。因此要求模具有高的高溫強度、耐磨性、抗回火穩定性及耐熱疲勞性。

原前軸模在采用5CrNiMo鋼制造時,由于熱穩定性及強度低,不能滿足壓力機模具對性能的要求,使用中常因熱磨損和熱裂嚴重而失效,使用壽命一般為5500-6000件。在改用5Cr2NiMoVSi鋼制造后,使用壽命顯著提高。

按上述熱處理工藝生產的5Cr2NiMoVSi鋼制前軸鍛模的使用壽命達到了9000件左右,比5CrNiMo鋼提高了50%左右,效果比較明顯。

6 結語

(1)5Cr2NiMoVSi鋼經960-1010℃加熱淬火,600-680℃加熱回火后,可獲得較高的綜合力學性能。

(2)5Cr2NiMoVSi鋼具有較高的熱穩定性,比5CrNiMo鋼高150℃以上。

(3)5Cr2NiMoVSi鋼鍛模的使用壽命比5CrNiMo鋼鍛模提高50%以上。

(4)5Cr2NiMoVSi鋼是值得試用推廣的熱鍛模具新鋼種。

(5)45Cr2NiMoVSi鋼的化學成分除C和Si比5Cr2NiMoVSi鋼略低外,其它化學成分基本一致,因此可參照上述工藝進行熱處理。

國際模具網

熱鍛模的最終熱處理是啥

進行淬火和高溫回火,使基體組織獲得所要求的組織,以保證較高的強度和韌性。

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