加熱時(shí)間應(yīng)包括升溫與保溫兩個(gè)階段。升溫是將模具加熱到指定溫度,而保溫則是使模具內(nèi)外溫度均勻并完成預(yù)期的組織轉(zhuǎn)變。一般熱處理,升溫與保溫難以區(qū)分。以模具放入爐內(nèi)起,到由爐中取出,在爐內(nèi)總的停留時(shí)間稱為模具的加熱時(shí)間。在淬火加熱過(guò)程中,淬火加熱時(shí)間太長(zhǎng),模具表而易氧化脫碳,使性能變壞;加熱時(shí)間過(guò)短,組織轉(zhuǎn)變不能充分進(jìn)行,得不到淬火的預(yù)期效果。一般說(shuō)來(lái),在保證模具內(nèi)部組織充分轉(zhuǎn)變的情況下,應(yīng)盡量縮短淬火加熱時(shí)間,這樣可以節(jié)約能源,降低費(fèi)用。確定淬火加熱時(shí)間,應(yīng)注意以下幾個(gè)因素:
鋼中碳與合金元素的增加,均使鋼材傳熱速度降低,所以高碳鋼的淬火加熱時(shí)間比低碳鋼長(zhǎng),合金鋼的淬火加熱時(shí)間比碳鋼長(zhǎng)。工模具鋼中合金元素及碳含量較高,因而應(yīng)保溫較長(zhǎng)時(shí)間。由于模具形狀復(fù)雜大小不一,在生產(chǎn)中多以模具有效厚度作為加熱時(shí)間長(zhǎng)短的依據(jù),每種模具鋼淬火時(shí)加熱系數(shù)可從有關(guān)手冊(cè)查出,并計(jì)算出適當(dāng)?shù)募訜岜貢r(shí)間。模具鋼淬火加熱最好采用鹽浴爐或真空爐加熱,鹽浴爐經(jīng)常脫氧撈渣,一般先經(jīng)過(guò)預(yù)熱,有時(shí)采用二級(jí)甚至三級(jí)分級(jí)預(yù)熱。這樣可減小模具在熱處理過(guò)程中的變形、開(kāi)裂,并縮短高溫加熱時(shí)間,有利于防止模具脫碳和氧化,以保證淬火后的性能。如碳鋼與低合金鋼模具的預(yù)熱溫度常選用400~500℃,預(yù)熱時(shí)間一般為30~60min。高合金鋼(Cr12、Cr12MoV、3Cr2W8V、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2)模具最好進(jìn)行500~550℃、30~60min和800~850℃、15~30min兩次預(yù)熱。
淬火加熱還可以在箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行,有時(shí)甚至用油爐、煤氣爐、反射爐加熱。在鹽浴爐中模具與淬體介質(zhì)直接接觸傳熱較快,在箱式電爐中靠空氣流動(dòng)傳熱較慢,在其他條件相同時(shí),鹽浴爐淬火加熱時(shí)間大致為箱式爐1/2。加熱時(shí)如果升溫太慢,工件容易氧化、脫碳、生產(chǎn)效率低、成本高;但若升溫太快,模具表面和中心會(huì)產(chǎn)生溫差。溫差越大,熱應(yīng)力越大,因而產(chǎn)生變形和開(kāi)裂的可能性也越大。加熱時(shí)必須考慮加熱速度及解決脫碳、氧化、變形、開(kāi)裂問(wèn)題。模具在不同加熱介質(zhì)中,具有不同的加熱速度,其加熱時(shí)間也各不相同。
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