1樓:百鋼
不同的模具鋼有不同淬火方法,淬火是將工件加熱保溫後,在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬,但同時變脆。為了降低鋼件的脆性,將淬火後的鋼件在高於室溫而低於650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫,再進行冷卻,這種工藝稱為回火。
退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的「四把火」,其中的淬火與回火關係密切,常常配合使用,缺一不可。
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。
金屬熱處理的加熱方法很多,最早是採用木炭和煤作為熱源,進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易於控制,且無環境汙染。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬,以至浮動粒子進行間接加熱。
金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對於熱處理後零件的表面效能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。
加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝引數之一,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間,因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致,使顯微組織轉變完全,這段時間稱為保溫時間。
採用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學熱處理的保溫時間往往較長。
冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
淬火目的
淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變,得到馬氏體或下貝氏體組織,然後配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學效能。
淬火工藝
將金屬工件加熱到某一適當溫度並保持一段時間,隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性,因而廣泛用於各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。
通過淬火與不同溫度的回火配合,可以大幅度提高金屬的強度、韌性及疲勞強度,並可獲得這些效能之間的配合(綜合機械效能)以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊效能的鋼獲得一定的物理化學效能,如淬火使永磁鋼增強其鐵磁性、不鏽鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用於鋼件。
常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時,原有在室溫下的組織將全部或大部轉變為奧氏體。隨後將鋼浸入水或油中快速冷卻,奧氏體即轉變為馬氏體。與鋼中其他組織相比,馬氏體硬度最高。
淬火時的快速冷卻會使工件內部產生內應力,當其大到一定程度時工件便會發生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。根據冷卻方法,淬火工藝分為單液淬火、雙介質淬火、馬氏體分級淬火和貝氏體等溫淬火4類。
淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和檢測方法:
淬火工件的硬度
淬火工件的硬度影響了淬火的效果。淬火工件一般採用洛氏硬度計,測試hrc硬度。淬火的薄硬鋼板和表面淬火工件可測試hra的硬度。
厚度小於0.8mm的淬火鋼板、淺層表面淬火工件和直徑小於5mm的淬火鋼棒,可改用表面洛氏硬度計,測試hrn硬度。
在焊接中碳鋼和某些合金鋼時,熱影響區中可能發生淬火現象而變硬,易形成冷裂紋,這是在焊接過程中要設法防止的。
由於淬火後金屬硬而脆,產生的表面殘餘應力會造成冷裂紋,回火可作為在不影響硬度的基礎上,消除冷裂紋的手段之一。
淬火對厚度、直徑較小的零件使用比較合適,對於過大的零件,淬火深度不夠,滲碳也存在同樣問題,此時應考慮在鋼材中加入鉻等合金來增加強度。
淬火是鋼鐵材料強化的基本手段之一。鋼中馬氏體是鐵基固溶體組織中最硬的相(表1),故鋼件淬火可以獲得高硬度、高強度。但是,馬氏體的脆性很大,加之淬火後鋼件內部有較大的淬火內應力,因而不宜直接應用,必須進行回火。
表1鋼中鐵基固溶體的顯微硬度值
淬火工藝的應用
淬火工藝在現代機械製造工業得到廣泛的應用。機械中重要零件,尤其在汽車、飛機、火箭中應用的鋼件幾乎都經過淬火處理。為滿足各種零件幹差萬別的技術要求,發展了各種淬火工藝。
如,按接受處理的部位,有整體、區域性淬火和表面淬火;按加熱時相變是否完全,有完全淬火和不完全淬火(對於亞共析鋼,該法又稱亞臨界淬火);按冷卻時相變的內容,有分級淬火,等溫淬火和欠速淬火等。
工藝過程 包括加熱、保溫、冷卻3個階段。下面以鋼的淬火為例,介紹上述三個階段工藝引數選擇的原則。
2樓:郝懷志
模具鋼國標通用淬火方法:
箱式電阻爐 加溫淬火溫度:960°
油冷回火溫度:250°-280°封閉於爐內自然冷卻硬度60-62hrc落料模具必須回火!
3樓:匿名使用者
選擇相應相變線 取其上30-50度 保溫時間根據經驗公式定 快速冷卻 冷卻介質要根據具體牌號來定
4樓:模具鋼百事通
為了提高模具鋼的使用硬度,可以通過淬火熱處理工藝進行提公升,淬火工藝冷卻方法主要有以下五種:
第一點是模具鋼單液淬火法。將模具鋼或零件加熱到奧氏體化後淬入水,油或其他冷卻介質中,經過一定時間冷卻(冷卻到低於珠光體型轉變溫度區域或馬氏體轉變溫度區域)取出模具鋼空冷。由於模具鋼冷卻過程在單一冷卻介質中完成的,稱單液淬火法。
第二點是模具鋼雙液淬火法。顧名思義,模具鋼淬火冷卻過程是在兩種冷卻介質(最常用的是水,油)中配合完成的。使冷卻過程較為理想,既在珠光體轉變區域快速冷卻,在馬氏體轉變區域緩慢冷卻.
具體做法是,將加熱到奧氏體化溫度的模具鋼或零件先淬入高溫區快冷的第一種介質中(通常是水或鹽水溶液),以抑制過冷奧氏體的珠光體轉變,當冷卻到00*c.左右時,迅速取出轉入低溫區緩冷的第二種介質中(通常為油)。由於馬氏體轉變在較緩和的冷卻條件下進行,可有效地緩解或防止變形和開裂,俗稱水淬油冷。
此法需要較高的操作技巧。有時了理解為三種介質,即先水,後油,最終是空氣。
第三點是模具鋼噴射淬火法。大型複雜特別是厚薄差大的工件和模具鋼,為使冷卻均勻避免過大的淬火應力,控制好冷卻過程不同階段不同部位的冷速的方法。有噴液(水或水溶液),噴霧(壓縮空氣和水經霧化噴射到零件不同部位),氣淬等多種方式,其優點是可控制不同介質或不同流量,壓力來控制和調節各溫度區域的冷速;或改變不同噴嘴數量和位置可使;冷卻均勻。
目前在模具熱處理中最流行的真空高壓氣淬既是。
第四點是模具鋼分級淬火法。將加熱到奧氏體化溫度的模具鋼或工件淬入溫度在馬氏體轉變溫度附近的冷卻介質(常用的為鹽浴)中,停留一段時間,使工件表面和中心溫度逐漸趨於一致後取出空冷,以較低的冷卻速度完成馬氏體轉變,此法能顯著減少變形並且提高模具鋼的韌度,是模具零件常用的淬火方法之一。
模具鋼分級淬火的溫度選擇有兩種。一種是取被處理工件鋼種的馬氏轉變開始溫度(ms點)以上10~30*c;另一種是選取ms點以下80~100*c。分級的停留時間也要掌握好,過短則溫度不夠均勻,未能達到分級淬火的目的;過長則可能發生非馬氏體相變而降低硬度。
第五點是模具鋼等溫淬火法。將加熱到奧氏體化溫度的模具鋼工件淬入溫度稍高於被淬火鋼鋼種ms點的熱浴中等溫停留,完成相變以獲得下貝氏體組織或下貝氏體和馬氏體混合組織。此法目的有緩解變形和開裂,淬火應力小等優點。
具有與回火馬氏體相近的強度和韌度。
避免模具鋼使用過程中,出現變形,開裂的現象,對於模具鋼淬火工藝後的冷卻,也是必須的,這樣會使模具鋼不易變形,在使用條件下有合適的粘度,不易燃,易爆,無毒等。(華氏模具鋼材)
h13模具鋼淬火到幾度為最佳?
5樓:河傳楊穎
h13模具鋼熱處理到hrc48-52度最好。但根據不同的模具使用要求,要作調整。
h13模具鋼熱處理工藝過程:
1、預先熱處理 市場上**的h13鋼鋼材和模坯,在鋼廠都已作好退火熱處理,保證了具有良好的金相組織,適當的硬度,良好的加工性,無需再進行退火。但製造廠進行改鍛後破壞了原來的組織和效能,增加了鍛造應力,必須進行重新退火。
等溫球化退火工藝為:860~890℃加熱保溫2h,降溫到740~760℃等溫4h,爐冷到500℃左右出爐。
2、淬火及回火 要求韌性好的模具淬火工藝規範:加熱溫度1020~1050℃,油冷或空冷,硬度54~58hrc;要求熱硬性為主的模具淬火工藝規範、加熱溫度1050~1080℃,油冷,硬度56~58hrc。
回火應進行兩次。在500℃回火時,出現回火二次硬化峰,回火硬度最高,峰值在55hrc左右,但韌性最差。因此,回火工藝應避開500℃左右為宜。
根據模具的使用需要,在540~620℃範圍內回火較好。
淬火加熱應進行兩次預熱(600~650℃,800~850℃),以減少加熱過程產生熱應力。
3、化學熱處理 h13鋼若進行氣體滲氮或氮碳共滲可使模具進一步強化,但其氮化溫度不應高於回火溫度,以保證心部強度不降低,從而提高模具的使用壽命。
擴充套件資料
h13鋼是使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼種,它的主要特性是:
(1)具有高的淬透性和高的韌性;
(2)優良的抗熱裂能力,在工作場合可予以水冷;
(3)具有中等耐磨損能力,還可以採用滲碳或滲氮工藝來提高其表面硬度,但要略為降低抗熱裂能力;
(4)因其含碳量較低,回火中二次硬化能力較差;
(5)在較高溫度下具有抗軟化能力,但使用溫度高於540℃(1000℉)硬度出現迅速下降(即能耐的工作溫度為540℃);
(6)熱處理的變形小;
(7)中等和高的切削加工性;
(8)中等抗脫碳能力。
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