工艺1:碳化物超细化热处理
9SiCr钢冷冲模采用常规860~870℃加热,淬油,180~220℃×2h回火,金相组织为马氏体+碳化物+残留奥氏体,硬度为60~63HRC。使用中模具过早产生崩刃、脆断、开裂、软塌和磨损超差等现象。采用碳化物超细化处理工艺,模具寿命大大提高。具体工艺操作如下:
1)950℃加热淬油,获得马氏体加残留奥氏体组织。
2)380~400℃×2h回火,使残留奥氏体转变,并获得极细颗粒碳化物。
3)860℃再加热淬油。
4)200℃×2h回火。
经上述细化处理,获得以马氏体为基体的均匀分布颗粒细小的碳化物组织(碳化物颗粒约0.1~0.3μm)。M16螺母断料冲模、螺栓镦扁冲头等模具寿命由常规处理的15000~20000件,提高到40000~50000件。
工艺2:涂防氧化涂料淬火
9SiCr钢冷冲模外形尺寸为600mm×450mm×60mm。原用箱式炉加热,880℃×1.5h淬油,200℃×2h回火,硬度为50~55HRC。在线切割中模具经常出现沿切割方向开裂的现象。此外,模具刃具口易出现毛边,使用寿命很短。采用“939”防氧化涂料,并将模具竖放炉中,使模具受热面积增大,工件在此高温停留时间缩短,减少开裂倾向。另外,防氧化涂料兼有渗剂作用,不影响淬透性,可使模具表面硬度提高。
模具300℃进炉,升温至880℃,保温50min,淬油;180℃×2h×2次回火。硬度为58~62HRC。
经上述处理后,模具尺寸稳定,线切割无开裂现象,模具寿命得到显著提高。
工艺3:磁场淬火新工艺
磁场热处理是在钢的热处理过程中加入磁场,以改善钢的组织和性能的工艺。在等温淬火过程中加入磁场就称之谓磁场等温淬火。在等温淬火的同时,加入脉冲磁场不但能改善工件性能,提高寿命,而且可缩短等温时间,节约能耗,是一种比较经济的新工艺。
对9SiCr钢冲头进行880℃加热,240℃×1h等温;磁场等温处理在自制的脉冲磁场回火炉中进行。脉冲磁场强度为6.6×104A/m时,能获得最多的贝氏体。与常规等温淬火相比,在得到相同组织的情况下,可使生产周期缩短;在硬度相近时,冲击韧度明显提高。
为了考核磁场等温淬火的可行性,某标准件厂对冲头进行跟踪,结果表明,冲头寿命普遍提高50%以上。
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