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　　[S136]熱處理不當對模具的影響

　　模具熱處理包括鍛后退火、粗加工后高溫回火或低溫回火、精加工后淬火回火、電火花和線切割后去應力低溫回火。只有冷、熱加工配合好，才能保證良好的模具壽命。

　　當模腔較大，壁較薄時，需要采用正常淬火溫度的上限，以增加殘余奧氏體量，防止模具膨脹。由于加熱時間短，氧化脫碳傾向降低，晶粒細小，碳素工具鋼大模具淬火變形小。正確高速鋼更好采用低淬高回火工藝，淬火溫度低，回火溫度高，可以大大提高韌性。雖然硬度降低，但對提高因斷裂或疲勞而損壞的模具壽命極為有效。一般Cr12MoV鋼的淬火加熱溫度為1000℃，油冷，然后在220℃回火。如果能在此熱處理前進行一次熱處理，即加熱至s136h℃保溫，油冷，700℃回火， 可以大大提高模具壽命。70年代初，我們對3Cr2W8V鋼熱鍛模進行了高淬火高退火工藝處理，取得了良好的效果，使用壽命提高了2倍以上。采用低溫氮碳共滲工藝，表面硬度可達1200HV，也可大大提高模具壽命。

　　低溫電解滲硫可以降低金屬變形時的摩擦力，提高防粘性能。6W6Mo5Cr4V鋼制成的冷擠壓凸模，低溫氮碳共滲后，使用壽命平均提高一倍以上，低溫電解滲硫處理后，使用壽命可進一步提高50%。模具淬火后存在很大的殘余應力，經常造成模具變形甚至開裂。為了降低殘余應力，模具淬火后要趁熱回火，回火要充分，回火不充分容易造成磨前裂紋。碳素工具鋼在200℃回火1h后，殘余應力可消除50%左右，回火2h后可消除75% ~ 80%，500 ~ 600℃回火1h后可消除90%。

　　某廠CrWMn鋼制作的沖頭，淬火后回火1小時，使用不久就斷了。然而，當回火2.5h時，在使用中沒有發(fā)現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。這說明回火不均勻，雖然表面硬度符合要求，但工件內部組織不均勻，殘余應力沒有完全消除，模具容易早期斷裂失效。

　　回火后，通常是空冷。在回火冷卻過程中，材料中可能出現(xiàn)新的拉應力，因此出爐前應緩慢冷卻至100 ~ 120℃，或高溫后進行低溫回火。近年來，PVD和CVD在表面涂層硬化技術方面取得了很大進展。在PVD，常用的有真空蒸發(fā)、真空濺射和離子鍍，其中離子鍍具有附著力強、鑄造性能好、沉積速度快、無污染等優(yōu)點。離子鍍工藝可以在模具表面鍍上TiC和tin，使用壽命可以延長幾倍到幾十倍。離子鍍是一種真空蒸發(fā)和氣體放電相結合的沉積技術?？招年帢O放電法(HCD法)是用真空泵抽真空，然后將反應氣體引入真空泵， 并保持真空度在10-5 ~ 10-2 Pa的范圍內。蒸發(fā)的金屬或化合物被低壓大電流的HCD電子槍電離，從而在工作表面形成一層保護膜。為了提高電鍍效率，通常向工件施加負電壓。

　　鍛模表面處理技術在國內應用還不廣泛，有必要發(fā)展這一領域。整體型腔的滲碳、滲氮、滲硼、碳氮共滲以及局部型腔的表面硬化支撐如噴涂、電刷鍍、堆焊等都是很有前途的。突破這一領域將大大提高我國的模具制造技術。模具失效后的焊補技術在90年代初國內工廠就有研究和應用，如青海鍛造廠，焊補后鍛模使用壽命可提高一倍。

　　當模腔較大，壁較薄時，需要采用正常淬火溫度的上限，以增加殘余奧氏體量，防止模具膨脹。由于加熱時間短，氧化脫碳傾向降低，細晶s136h板材小，碳素工具鋼大模具淬火變形小。正確高速鋼更好采用低淬高回火工藝，淬火溫度低，回火溫度高，可以大大提高韌性。雖然硬度降低，但對提高因斷裂或疲勞而損壞的模具壽命極為有效。一般Cr12MoV鋼的淬火加熱溫度為1000℃，油冷，然后在220℃回火。如果能在此熱處理前進行一次熱處理，即加熱到1100℃保溫，油冷，700℃回火， 可以大大提高模具的使用壽命。70年代初，我們對3Cr2W8V鋼熱鍛模進行了高淬火高退火工藝處理，取得了良好的效果，使用壽命提高了2倍以上。采用低溫氮碳共滲工藝，表面硬度可達1200HV，也可大大提高模具壽命。

　　低溫電解滲硫可以降低金屬變形時的摩擦力，提高防粘性能。6W6Mo5Cr4V鋼制成的冷擠壓凸模，低溫氮碳共滲后，使用壽命平均提高一倍以上，低溫電解滲硫處理后，使用壽命可進一步提高50%。模具淬火后存在很大的殘余應力，經常造成模具變形甚至開裂。為了降低殘余應力，模具淬火后要趁熱回火，回火要充分，回火不充分容易造成磨前裂紋。碳素工具鋼在200℃回火1h后，殘余應力可消除50%左右，回火2h后可消除75% ~ 80%，500 ~ 600℃回火1h后可消除90%。

　　某廠CrWMn鋼制作的沖頭，淬火后回火1小時，使用不久就斷了。然而，當回火2.5h時，在使用中沒有發(fā)現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。這說明回火不均勻，雖然表面硬度符合要求，但工件內部組織不均勻，殘余應力沒有完全消除，模具容易早期斷裂失效。

　　回火后，通常是空冷。在回火冷卻過程中，材料中可能出現(xiàn)新的拉應力，因此出爐前應緩慢冷卻至100 ~ 120℃，或高溫后進行低溫回火。近年來，PVD和CVD在表面涂層硬化技術方面取得了很大進展。PVD常用的有真空蒸發(fā)、真空濺射和離子鍍，其中離子鍍具有附著力強、鑄造性能好、沉積速度快、無污染等優(yōu)點。離子鍍工藝可以在模具表面鍍上TiC和tin，使用壽命可以延長幾倍到幾十倍。離子鍍是s136h板的沉積技術，結合了真空蒸發(fā)和氣體放電?？招年帢O放電法(HCD法)是用真空泵抽真空，然后將反應氣體引入真空泵， 并保持真空度在10-5 ~ 10-2 Pa的范圍內。蒸發(fā)的金屬或化合物被低壓大電流的HCD電子槍電離，從而在工作表面形成一層保護膜。為了提高電鍍效率，通常向工件施加負電壓。

　　鍛模表面處理技術在國內應用還不廣泛，有必要發(fā)展這一領域。整體型腔的滲碳、滲氮、滲硼、碳氮共滲以及局部型腔的表面硬化支撐如噴涂、電刷鍍、堆焊等都是很有前途的。突破這一領域將大大提高我國的模具制造技術。模具失效后的焊接修復技術在上世紀90年代初就在國內工廠進行了研究和應用，如青海鍛造廠，焊接修復后的鍛模使用壽命可提高一倍。

　　蘇州東锜精密模具材料有限公司是一家集。模具鋼材料銷售、配套機加工、熱處理、PVD涂層處理和產品失效分析服務為一體的公司。以《中國制造2025》為綱領，堅持“創(chuàng)新驅動、質量、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本”的基本方針。立足蘇州，走向全國。

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