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模具钢知识——H13钢热作模具钢的真空热处理

H13钢热作模具钢的真空热处理

发布时间:2020/5/18     新闻来源:上海西鼎模具钢

最近几年真空热处理国内技术发展迅速真空炉制造和普及的趋势也非常强烈。随着真空热处理技术的迅速推广,制造工具的传统热处理技术为升级,清洁生产和提高产品质量提供了平台。现在我们将介绍如何选择设备,并讨论选择炉型和改进工艺的工艺技术要点,但是具体参数需要根据实际需要通过实验进行验证。

1.模具热处理前的准备

首先,您应该对要热处理的模块(或模具)的材料有充分的了解。韧性值,原始结构,冶金缺陷等。如果您急于安装炉子而忽视检查原始模块的裂纹,则直到几片淬火后您才考虑检查原材料,这会造成不必要的麻烦和失利。

热处理后模具的最终硬度的合理设计和选择也会影响模具的性能和使用寿命,因此必须与客户和测试人员统一。热处理后模具的最终硬度与其尺寸,复杂性和材料的固有质量有关。建议小型模具复杂零件为(46〜48)HRC,简单零件为(48〜52)HRC。中型模具复杂零件为(42〜44)HRC,简单零件为(44〜46)HRC; (44〜46)HRC,常用材料为(42〜44)HRC,复杂零件为(40〜42)HRC。

2. H13钢真空退火

2.1。退火的目的,工艺和技术要求

模块退火的目的是使其软化并降低变形和开裂的风险。图1是H13钢模块的常见退火工艺。将零件以≤60°C / h的速度缓慢加热至870°C,具体取决于模块的有效尺寸,以确定保留时间(2〜4)h,或者在炉温达到0.8 min / mm后确定到达。为了确保不会发生氧化和脱碳,WZT系列单室真空炉(极限真空在0.1Pa)时,保温阶段的压力被控制在(0.1〜10)Pa。冷却时,可以在真空状态下冷却。当温度低于500℃时,可充满1×105Pa的高纯度氮气或高纯度氮气与其他还原性气体的混合物经过冷却,以确保不氧化也不着色。退火后,组件的硬度小于235HB,结构为珠光体+均匀分布的粒状碳化物。

图1H13钢的真空退火工艺

2.2真空退火的优点和必要性

与在空气炉和大气压炉中进行退火相比,H13钢的真空退火具有以下优点:

①与控制气氛相比,退火和氧化脱碳更少。这是因为压力的测量和控制比碳势的测量和控制容易。

②可以调节不同温度的上升和下降速度,有利于质量控制,提高效率。

③除了测量,显示和控制炉温外,还可以可视化模块质量和形状的复杂性,并添加了多个辅助热电偶以了解模块各部分的实际温度变化,以方便全面控制。

④可以方便,准确地进行等温退火。对于在马弗炉和普通退火炉中热处理过的模具,由于炉体的热容量太大,因此不能以所需的速度快速降低温度。然而,由于真空退火炉具有隔热结构,并且配备有风扇和冷却器,所以热容量小并且冷却能力强。

因此,真空等温退火后的H13钢组织均匀,周期短,效率高,表面光亮。根据选择的转变温度,所得结构根据转变温度具有不同的厚度和硬度。等温退火过程可以参考真空技术网络中的其他文章。

3. H13钢的真空淬火

3.1真空加热和奥氏体合金化时应注意的问题

H2钢在真空炉中的标准加热方法是三阶段加热,如图2所示。即,将模块以200°C / h的速度加热到700°C,然后加热到870°C在165°C / h,然后尽快加热到1025°C。前两个部分是预热部分,可以根据需要选择一个或两个部分。后一个阶段是通过烧结加保温(合金化)。在单腔真空炉中加热时,借助辅助热电偶更容易达到准确,均匀和有效的温度。在双室真空炉中更加困难,这只能通过操作员观察加热室的经验来判断。 TS是表面温度,TC是心脏的温度,TS-TC<90℃在进入第二阶段之前的第一阶段预热。 TS-TC <40℃,在第二阶段进入第三阶段之前进行预热。加热的第三阶段应使心脏尽快达到设备设定的温度。直通后,继续保温并改善合金化。烧穿时间太长,降低了效率,但是在实际生产中,大多数情况下烧穿不足。奥氏体合金化的正常温度范围是(1010〜1030)℃,型芯达到温度后保持30min。如果保持时间过长,则工件的变形会增加,并且晶粒也可能长大。晶粒度应至少控制在7级以上。所用设备的压力为(10-1~ 10-2 ) Pa,泄漏率5 × 10-1Pa / h,太低的压力会导致模块表面的合金元素过度蒸发。

图2H13真空炉中钢的加热方法

3.2。何时选择真空油淬火

对于H13钢,淬火温度越高,冷却过程中碳化物的沉淀时间(珠光体和贝氏体形成之前)越早,因此韧性随淬火温度的升高而降低。此时,晶粒长大不再是影响韧性的唯一因素,因为H13钢含有1%V,并且对晶粒长大不敏感。不同冷却速率的实验表明,最低冷却速率导致最低的冲击韧性。低冲击韧性值与钢中晶界中碳化物的析出有关。因此,为了获得尽可能高的H13钢冲击韧性,应适当组合高淬火温度和高冷却速率。油冷却比空气冷却和空气冷却快得多。从这个角度来看,油冷却的抗冲击性是最好的。

图3是H13钢油淬火的冷却曲线。从图3可以看出,当直径