高合金工具钢热处理工艺改进探讨.pdf

维普资讯 — — 栏 目主持 李华翔 HeatT～ rea tm ent曩隧譬一 高合金工具钢热处理工艺改进的探讨 力士乐 (北京)液压有限公司 (102100) 曹明宇 由于为了不把高温固溶时获得的奥氏体较粗的晶粒 一 、 工模具钢的固溶球化和固溶细化 遗传下去，急冷产物不允许是不平衡组织，因此模 微变形工模钢大致上可分为两类 ：中铬微变形 具冷至 450～550℃后立 即放人 已升温至 680～ 工模具钢 ，如 4Cr5MoVSi(H11、H13)；高铬微 750％炉中进行等温转变，从而得到成分均匀、碳 变形工模具钢。它们属于莱氏体钢，其特点：①钢 化物颗粒圆整 (略粗些)的珠光体组织。 的组织中有大量的共晶碳化物。②淬火后常有较多 2．热处理固溶细化工艺 的残余奥氏体。③热处理变形小。④耐磨性高。⑤ 经过锻造工序中高温固溶球化后的锻坯，经粗 承载力大。⑥高铬工模具钢与中铬工模具钢相比， 加工后 ，在可控气氛炉中进行第二次固溶 ，这次固 由于共晶碳化物多于中铬工模具钢 ，所以韧性远差 溶的温度低于锻造 固溶温度。在加热方式上 ，采用 于中铬工模具钢。Crl2系列就属于高铬微变形工 阶梯升温 (即 中间保持温度)，可选择在相变点 模具钢。 (Ae)稍低或者Ac～Ac之间进行等温，目的是 在实际生产中，韧性差、开裂报废是高铬微变 使锻模件表层与心部温差趋于平衡 ，为相变作准 形工模具钢早期失效的重要原 因。下面以 Crl2， 备 ，使相变在锻件的整体上均匀进行。由于是中间 Crl2MoV，Crl2MO，Crl2w 系列中的Crl2为例。 保持的温度较高，锻件整体都处在塑性状态，这样 Crl2是一种广泛使用 的冷作工模具用钢 ，但 一 是可进行快速加热；二是可以缩短固溶时高温停 在使用中常因崩角、脆裂而早期报废 ，成为生产中 留的时间。因为钢 中奥氏体转变一般是 由形核长 令人棘手的难题。而企业通常只从热处理淬火温度 大、碳化物溶解和成分均匀这样几个步骤来完成 的上下限和保温时间进行调整与控制 ，但结果往往 的，这几个过程都是铁、碳和合金元素 的扩散过 不如人意。我们针对 Crl2工模具钢中共晶碳化物 ， 程 ，而且需要一定的时间，如果在固溶温度停留时 呈网状堆集 、带状堆集的碳化物以及粗大的角状碳 间过长 ，奥氏体晶粒就会粗化。 化物常采用双重固溶的工艺，即在锻造工序中加一 实际生产证明，固溶温度保持的时间取决于锻 次固溶，转入热处理工序中再进行第二次固溶处理。 模心部温度到达固溶温度所需时间，这个时间又主 下面本人就从以下几方面来介绍改进的方法。 要取决于中问保持后的表层与心部的温度差，及保 1．锻造工序中的固溶球化 持后的加热速度。当中间保温足够时间使表层与心 针对 终 锻后模 具 中残存 部分共 晶碳化物 部趋于平衡 ，就可大大缩短锻件在高温停留的时 (M C +奥氏体)及呈网状堆集的部分碳化物 ，或 间，这样不但能使奥氏体的成分均匀，而且还不使 轻度碳化物呈带状堆集 ，我们先采用在终锻后把锻 晶粒长大。在随后 的高速冷至 450～550℃后 ，迅 坯放回加热炉中，重新加热到原始温度进行保温， 速转入650～680cC的回火炉中保温 1．5h后 ，再转 时问以不超过 15～20min为限。其 目的是把在锻造 入 720～750℃炉中保温 1．5h，接着重新转入 650 过程降温中沿奥氏体晶界析出的碳化物 ，全部重新 ～ 680℃回火炉中保温 1．5h后 ，随炉降温至500℃ 溶入奥氏体中，亚稳定的共晶碳化物也可望绝大部 以下出炉空冷