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數控銑床模具淬火時硬度不足的解決方法有哪些

發布時間:2020-06-17 17:17:35

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    數控銑床模具在生產中,有時會呈現淬火后硬度缺乏狀況,這是熱處理淬火過程中常見的缺陷。“硬度缺乏”有兩種表現,一種表現為整個工件硬度值低,另一種表現為部分硬度不行或呈現軟點。當呈現硬度缺乏的現象時,要用硬度實驗或金相剖析等辦法剖析是哪種“硬度缺乏”,然后從原資料、加熱工藝、冷卻介質、冷卻辦法以及回火溫度等方面找原因,從而找出解決辦法。

1 原資料方面
1.1 原資料挑選不妥或發錯料
應該用中碳鋼或高碳鋼制作的零件而錯用低碳鋼,應該用合金工具鋼制作的零件而錯用一般高碳鋼都會形成硬度缺乏或呈現軟點。例一:應當選用45鋼制作的齒輪,其淬火硬度應為60HRC 左右,而過錯地挑選為25鋼,結果是硬度380HBS左右。

例2:應該用 9Mn2V制作的模具,而錯用成T8鋼,因為9Mn2V與T8鋼的火花較難分 辨,淬火時誤按9Mn2V的淬火工藝淬火,選用油冷,結果硬度只要50HRC左右。

以上兩種狀況屬于整體硬度缺乏,可以用硬度實驗或金相實驗(25鋼淬火得到低碳馬氏體,如圖1所示,45鋼淬火得到中碳馬氏體,如圖2所示)來判定。

解決辦法:
1)設計時應挑選適宜的資料;
2)加強資料管理,資料進庫前先進行化學剖析,然后分類作符號,可以有效避免發錯料;  
3)熱處理操作者應當在操作前進行火花剖析,以大略辨別零件資料是否符合圖紙要求;
4)當工件截面較大或工件截面厚薄懸殊時,若選用工具鋼,因為其淬透性欠好,會形成大截面處內部硬度偏低現象,此刻應改用淬透性好的合金鋼。
1.2 原資料顯微安排不均勻形成部分硬度缺乏或呈現軟點
顯微安排呈現如下狀況之一:碳化物偏析或集合現象,如鐵素體集合、呈現石墨、嚴重魏氏體安排等都會呈現硬度缺乏或軟點。
解決辦法:在淬火前進行反復鍛打或預備熱處理 (如正火或均勻化退火)使安排均勻化。
2 加熱工藝方面
2.1 淬火加熱溫度低,保溫時刻缺乏
如亞共析鋼,當加熱溫度在 Ac3與 Ac1之間(例如25#鋼淬火加熱溫度低于 860℃) 時, 因鐵素體未完全溶入奧氏體,淬火后不能得到均勻一致的馬氏體,得到的是鐵素體和馬氏體,影響工件硬度。從金相剖析可見未溶鐵素體 (如圖3所示)。

關于高碳鋼,特別是高合金鋼,假如加熱或保溫時刻缺乏會形成珠光體不能向奧氏體改變,而得不到馬氏體。在實踐生產中,上述狀況常常是因為外表指示呈現偏差(指示溫度偏高)或爐溫不均勻,使工件實踐溫度偏低;對工件厚度估計過錯,引起保溫時刻過短。

解決辦法:
1)操控好加熱速度,避免加熱速度過快,形成爐溫不均勻,同時會形成過早保溫計時,使保溫時刻缺乏;
2)常常檢查溫度指示外表是否無缺精確,避免呈現指示外表顯示抵達溫度,而實踐溫度缺乏的現象;
3)嚴厲按資料手冊確認淬火加熱速度、加熱溫度,避免淬火溫度偏低或偏高;
4)正確估算資料厚度,特別是異形件。
2.2 淬火加熱溫度過高,保溫時刻過長
關于工具鋼 (例如T8鋼),當其淬火加熱溫度在780℃時得到的是奧氏體和碳化物(Fe3C ),此刻奧氏體溶碳量稍高于0.77%,冷卻后奧氏體改變為馬氏體。假如加熱溫度過高或保溫時刻過長,會形成碳化物 (Fe3C)中的碳大量溶入奧氏體,形成奧氏體溶碳量偏高,同時大大添加其穩定性,使奧氏體向馬氏體(A→M) 改變,溫度開端下降,因此淬火后工件中保留了大量的剩余奧氏體 ,得到的安排為M+A’,因為剩余奧氏體具有奧氏體性能,即硬度低,因此形成淬火后硬度下降。加熱溫度及回火溫度對剩余奧氏體含量的影響 (見圖4所示 )。

解決辦法:
1)嚴厲操控淬火加熱溫度及保溫時刻,避免過多的碳溶入奧氏體,操控加熱溫度更為重要;
2)下降淬火冷卻速度,或選用分級淬火,使過冷奧氏體充沛向馬氏體改變;  
3)選用冷處理,使剩余奧氏體向馬氏體改變;
4)選用高溫回火,減少剩余奧氏體,硬度反而會添加。

2.3 淬火加熱時,工件外表脫碳
45#鋼淬火后,經過金相剖析,其外表為鐵素體和低碳馬氏體,而磨除外表脫碳層后,硬度符合要求,這種狀況常常呈現在箱式爐中未加維護或維護不良,或在脫氧不良的鹽浴中加熱,形成氧與工件中的碳原子反應生成CO,使工件外表含碳量下降,至使其外表硬度缺乏。
解決辦法:
1)選用有維護氣氛的無氧化加熱爐,如用酒精、甲醇裂解的維護氣氛等辦法;
2)選用真空加熱淬火;  
3)關于一般箱式爐可應用生鐵屑或木炭裝箱密封; 工件外表涂防氧化涂料; 爐內放木炭;工件涂硼酸、酒精溶液后再加熱。
3 冷卻工藝問題
3.1 淬火介質挑選不妥
該用水淬或鹽浴的工件而選用油冷,則因冷卻才能不行,冷卻速度過慢,在冷卻過程中奧氏體產生向珠光體類型安排改變 ( A→P ),而得不到馬氏體(M) (特別是在工件芯部),致使工件的硬度偏低,如T 10制作的手錘在油中淬火,硬度只要 45HRC左右,經過金相剖析,可見得到的是托氏體安排而不是馬氏體。
解決辦法:必須根據工件資料、形狀巨細來挑選恰當的冷卻介質。
3.2 淬火介質溫度的影響
在水淬時,大批零件連續淬火,假如沒有循環冷卻系統,則形成水溫上升,冷卻才能下降(見表1),會呈現淬不硬的現象。在油冷時,開端淬火時因為油的溫度低、流動性差,因此冷卻才能不強,形成淬不硬。

解決辦法:水淬時應選用循環冷卻系統,保持水溫在 20℃左右為宜; 油冷時,特別是開端時應對其適當加熱,使其溫度達到 80℃以上為宜,這便是淬火時常說的“冷水熱油”的道理。
3.3 淬火時介質過于陳舊
當含有較多雜質的堿(鹽)浴或水分過少時,易產生淬火軟點。
解決辦法: 應及時替換淬火介質及操控堿(鹽)浴中的水分。
3.4 冷卻時刻操控不妥
當用碳鋼制作開關雜亂或截面較大零件時,為避免其變形開裂,選用水淬——油冷。零件在水中停留時刻過短或從水中取出后在空氣中停留時刻過長再轉入油中,因為零件自身溫度較高,特別是芯部冷卻速度慢,而不能得到均勻完全的馬氏體。
解決辦法:恰當操控水冷時刻,若用鉗子夾持工件時,當手感覺不到振動時,當即轉入油中; 關于型腔較大模具應將廢料先排除,減小工件厚度,然后再淬火。分級淬火時,在鹽浴中停留時刻過長產生貝氏體改變形成硬度缺乏。
總歸,淬火缺乏現象常常產生,操作者應根據不同狀況,具體剖析,找出原因加以可以克服的。

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