热作模具钢不耐用的原因有哪些

江湖狼

1、热作模具钢不耐用的原因有哪些？
答：热作模具包括热锻模、压铸模和热挤压模，由于工作期间承受高温金属而被加热，所以需要在高温下，仍然保持较高的强度和耐磨性。
在通常的热处理技术标准中，往往只是写明硬度要求，而没有明确提出其他性能指标，其他性能指标只是隐含在热作模具的前提中，这些指标在实际生产过程中的实现，需要对工艺过程进行控制。
在热处理过程中由于加热温度和保温时间不充分，模具钢中的合金元素没有充分奥氏体，淬火回火组织就会出现回火不足现象，抗高温强度就不够，红硬性差，使用中模具龟裂、早期开裂，变形等缺陷。
目前外加工协作的热处理以硬度为标准来热处理热作模具的现象十分普遍。必须通过控制生产过程，使工件保温充分，热处理工艺以满足红硬性为标准，不能仅仅认为达到硬度要求就是合格模具。

2、热模具服役期间要做那些热处理？
答：热作模具钢模具在服役期间做维护处理的工艺用：
1) 压铸模具在使用一段时间以后，在补充软氮化；
2) 压铸模在使用一段后要进行低于回火温度的去应力处理；
3) 锻模在使用一段时间进行去应力处理。

3、合金模具钢加热速度需要控制吗？
答：在热处理淬火加热过程升温速度是一个十分重要的参数，通常应该采用缓慢的加热方式，升温速度小于120℃/h，比较理想，可以减少工件在加热过程中变形，对淬火开裂也起到一定的预防作用。
在现实生产中采用分段升温的方法来达到控制升温速度，实现缓慢加热的效果。分段原则是在加热相变Ac1之前预热段和相变Ac1之后的预热段。在＜550℃低温阶段是钢的弹性阶段，大于这个温度以后是塑性阶段，在加热相变Ac1之前预热段是保证工件在Ac1相变是均匀一致，减少相变引起体积变化，碳钢的预热通常在450～550℃，高合金钢可以再550～650℃、820～850℃两个阶段预热。预热系数根据加热炉型和装炉量确定，无论何种状态，预热时间必须比最终奥氏体化时间长。
对于盐浴炉加热的工件必须预热，对于箱式电阻炉加热的工件控制升温速度，高于150℃ /h升温速度是不合理的。

4、模具钢采用调质预处理的主要作用是什么？
答：模具毛坯的调质处理的目的是，为了获得硬度为18O～320HB的细球化体或超细晶粒碳化物。目前，国内已推出不少新钢种，并不断提高现有钢种的冶金质量来满足工模具的需要。同样在热处理方法上作了不少改进，除最终热处理不断采用新设备(真空热处理)、新工艺、新技术外，还对传统的预先热处理作了很大的变动，并引起业内人士的广泛关注。如冷作、热作模具原普遍采用的球化退火或等温球化退火，现有些已改用调质或超细化处理。合理的调质工艺，可获得良好的原始组织，以改善淬火工艺性能并提高淬火后的强韧性。
1）调质处理的主要作用
⑴获得分布均匀、颗粒细小、形状圆整的碳化物。
⑵可有效地克服粗大珠光体、二次碳化物网或轻微带状偏析，以及大截面模块心部的铸态组织。
⑶可充分消除加工后的残余应力，减少淬火变形。
⑷可作为预硬化处理。
2）调质处理的典型用途
⑴改进表面加工质量如碳工钢或低合金工具钢退火后硬度过低，加工后表面光洁度太差，可补充调质成硬度为183～229 HB的细球化体组织，能显著改善表面加工质量。对40Cr、45等中碳钢，调质到260～300HB时，精加工后能获得高的光洁度。
⑵防止淬火开裂
用于冷态辗轧、校直的成型轧辊，大多采用 9Cr2或Cr2钢制作，一般采用喷水淬火或用氢氧化钠水溶液浸淬，由于形状复杂，易于淬裂，例如在精加工前，调质为硬度197～229HB的细球化体既能保证良好的淬透性，又可以有效地降低淬裂倾内。
⑶保证淬硬性
φ30mmCr2钢轧辊，盐浴加热淬火后的硬度与毛坯的预处理工艺有关。退火毛坯的淬火硬度为65～66.5HRC，平均66HRC；调质（毛坯850℃淬油，660～680回火，229HB）的淬火硬度为66～67HRC，平均66.8HRC，且硬度高而均匀，未发生淬裂。
⑷用于预硬化模块的强化处理铝合金压铸模采用渗氮表面强化时，均应采用调质工艺进行预强化处理。塑料模具、冲压有色金属薄板或箔料的凹模，也可采用调质预强化。调质后再进行精加工。

5、常用模具钢调质预处理工艺规范是什么?
答：常用模具钢调质预处理典型工艺规范如表7-3：

表7-3  模具钢调质工艺规范

钢  号	箱式炉淬火加热			淬火 介质	回火温度（℃）	回火时间（h）	硬度（HB）
	加热温度（℃）	加热系（min/mm）
T0A—T12A	780～880	0.8～1.0		盐水 →油	640～680	1～2	183～207
Cr2	840～860	1.0～1.2		油	660～680	2～3	197～217
9SiC r	880～900			油	680～700	2～3	197～229
CrWMn	840～860			油	660～680	2～3	207～229
MnCrW V	840～860			油	660～680	2～	207～229
4Cr5MoSiVl （H13）	1020±10℃	电阻炉时取值 0.5～0.6	盐浴炉时取值 0.3～0.4	油	660～700	3～4	269～298
	1160			油	720	双重热处理
	1100			油	770	3～4	207～235
Cr12	870～900			油	720～750	3～4	257～269
Cr12MoV	1020～1050			油	720～750	3～4	257～269
3Cr2W 8V	1050～1080				650～680	2～3	257～269
① 采用电阻炉加热时，工件应该涂保护涂料或通入保护气（氮气+甲醇）； ② 加热时间中有预热的工艺，采用下限值，没有预热的采用上限值； ③ 盐浴炉加热时加热温度比箱式炉电阻炉低10～20℃ ④ 盐浴炉加热时的加热系数取箱式炉电阻炉加热系数的1/2。

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