工藝1:碳化物超細化熱處理
9SiCr鋼冷沖模采用常規860~870℃加熱,淬油,180~220℃×2h回火,金相組織為馬氏體+碳化物+殘留奧氏體,硬度為60~63HRC。使用中模具過早產生崩刃、脆斷、開裂、軟塌和磨損超差等現象。采用碳化物超細化處理工藝,模具壽命大大提高。具體工藝操作如下:
1)950℃加熱淬油,獲得馬氏體加殘留奧氏體組織。
2)380~400℃×2h回火,使殘留奧氏體轉變,并獲得極細顆粒碳化物。
3)860℃再加熱淬油。
4)200℃×2h回火。
經上述細化處理,獲得以馬氏體為基體的均勻分布顆粒細小的碳化物組織(碳化物顆粒約0.1~0.3μm)。M16螺母斷料沖模、螺栓鐓扁沖頭等模具壽命由常規處理的15000~20000件,提高到40000~50000件。
工藝2:涂防氧化涂料淬火
9SiCr鋼冷沖模外形尺寸為600mm×450mm×60mm。原用箱式爐加熱,880℃×1.5h淬油,200℃×2h回火,硬度為50~55HRC。在線切割中模具經常出現沿切割方向開裂的現象。此外,模具刃具口易出現毛邊,使用壽命很短。采用“939”防氧化涂料,并將模具豎放爐中,使模具受熱面積增大,工件在此高溫停留時間縮短,減少開裂傾向。另外,防氧化涂料兼有滲劑作用,不影響淬透性,可使模具表面硬度提高。
模具300℃進爐,升溫至880℃,保溫50min,淬油;180℃×2h×2次回火。硬度為58~62HRC。
經上述處理后,模具尺寸穩定,線切割無開裂現象,模具壽命得到顯著提高。
工藝3:磁場淬火新工藝
磁場熱處理是在鋼的熱處理過程中加入磁場,以改善鋼的組織和性能的工藝。在等溫淬火過程中加入磁場就稱之謂磁場等溫淬火。在等溫淬火的同時,加入脈沖磁場不但能改善工件性能,提高壽命,而且可縮短等溫時間,節約能耗,是一種比較經濟的新工藝。
對9SiCr鋼沖頭進行880℃加熱,240℃×1h等溫;磁場等溫處理在自制的脈沖磁場回火爐中進行。脈沖磁場強度為6.6×104A/m時,能獲得最多的貝氏體。與常規等溫淬火相比,在得到相同組織的情況下,可使生產周期縮短;在硬度相近時,沖擊韌度明顯提高。
為了考核磁場等溫淬火的可行性,某標準件廠對沖頭進行跟蹤,結果表明,沖頭壽命普遍提高50%以上。
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