浅谈冷作模具的热处理

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1、浅谈冷作模具的热处理摘要：文章主要简述了钢的热处理原理和几种主要冷作模具的热处理特点及其对模具的影响。关键词：冷作模具；热处理；冲载模；冷挤压模中图分类号：TG142文献标识码：A文章编号：1009-2374(2013)24-0071-03冷作模具一直是应用广泛的一类模具,其产值占模具产值的1/3左右。冷作模具质量的好坏将直接影响其制品的质量，模具的寿命又决定着零件的生产成本及经济效益。实践证明，模具的淬火变形与开裂以及使用过程中的早期开裂，虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关,但与模具的热处理加工关系更大。根据模具失效原因的分析统计，热处理引起的失效占5/

2、100以上。因此，在模具材料选定之后，还必须配以正确的热处理，才能保证模具的性能和使用寿命。1钢的热处理原理1.1钢在加热时的金相转变1.1.1奥氏体的形成。共析钢的奥氏体化过程是共析钢在A1温度以下为P，将其缓慢加热到A1温度以上，在一定的加热温度下耍发生P体向A体的转变，这是一个重结晶的过程，是需要通过铁碳原子的扩散、形核、长大和成分的均匀化过程來完成的。共析钢的奥氏体化过程分为以下四个阶段：奥氏体形核；奥氏体晶核长大；残余Fe3C的溶解；奥氏体成分均匀化。1.1.2奥氏体晶粒的长大。奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。分为00,0,1,2-10等十二个等级，其屮常用的1

3、级至10级，4级以下为粗晶粒，5级至8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。1.2钢在冷却时的转变钢奥氏体化后，冷却有两种方式，等温和连续冷却。1.2.1过冷奥氏体的等温转变。根据转变的温度不同，过冷奥氏体发生三种不同的转变：A1至550°C为高温转变区，转变产物为珠光体(P)o550°C至Ms为中温转变区，转变产物为贝氏体(B)oMs至Mf为低温转变区，转变产物为马氏体(M)o1.2.2过冷奥氏体的连续冷却转变。(1)共析碳钢过冷奥氏体连续冷却转变产物的组织和性能:随炉冷P170〜220HBS(700°C〜650°C)；空冷S25-35HRC(650°C〜600°C)。(2)

4、马氏体转变：当冷速〉马氏体临界冷却速度VK时，奥氏体发生M转变，即碳溶于a-Fe中的过饱和固溶体，称为马氏体。2冷作模具的工作条件冷作模具•般是指材料在室温状态下进行加工的模具。按照冷作模具的工作情况可以将其分为：冲裁模、拉伸模、冷徹模和冷挤压模四人类。冲裁模在冷冲压过程中，山于被冲材料的变形抗力比较大，模具的工作部分特别是刃口受到强烈的摩擦和挤压，所以模具应具有高的硬度、强度和耐磨性。另外，冲模在工作过程中受到冲击力的作用，对模具的韧性也有一定的要求，特别是当冲压厚钢板或冲压孔径较小的厚钢板时，要求模具有较好的韧性。对于拉伸模，主要要求其工作部分具有高的耐磨性、良好的抗

5、粘附性和一定的韧性，其屮耐磨性是决定模具寿命的关键性能。粘附是拉伸过程中常出现的问题，是金属受力流动成型过程中与模具型腔粘结成瘤的现象，继续拉伸将使零件表面光洁度变坏,严重时则无法继续工作。3冷作模具的制造工艺路线通常冷作模具的制造工艺路线有以下三种：一般成形冷作模具：锻造〜球化退火一机械加工成形一淬火和回火一钳修装配。成形磨削及电加工冷作模具：锻造一球化退火〜机械粗加工〜淬火与HI火一精加工成形（凸模成形磨削，凹模电加工）一钳修装配。复杂冷作模具：锻造一球化退火一机械粗加工一高温回火或调质一机械加工成形一钳工修配。在热处理工序安排上要注意以下三点：对于位置公差和尺寸公差

6、要求严格的模具，为减少热处理变形，常在机加工之后安排高温冋火或调质处理。対于线切割加工模具，由于线切割加工破坏了淬硬层，增加淬硬层脆性和变形开裂的危险性，因而，线切割加工之前的淬回火常采用分级淬火或多次回火和高温回火，以使淬火应力处于最低状态，避免模具线切割时变形、开裂。为使线切割模具尺寸相对稳定，并使表层组织有所改善，工件经线切割后应及时进行再回火，回火温度不高于淬火后的回火温度。4主要冷作模具的热处理特点4.1冲载模的热处理特点冲载模的工作条件、失效形式、性能要求不同，其热处理特点也不同。4.1.1对于薄板冲载模，应具有高的精度和耐磨性，在工艺上应保证模具热处理变形小

7、、不开裂和高硬度。通常根据模材类型采用不同的减少变形的热处理方法。4.1.2对于重载冷冲模，其主要失效形式是崩刃和折断，因此，重载冷冲模的特点是保证模具获得高强韧性。在此前提下，再进一步提高模具的耐蘑性，通常采用的强韧化处理方法有细化奥氏体晶粒处理、细化碳化物处理、贝氏体等温淬火处理、循环超细化处理和低温低淬等方法。4.1.3对于冷剪刀，主要采用5CrW2Si.9Crl2MoV钢制造，由于工作条件差异大，其工作硬度范围也大，通常在硬度42-61HRC之间。为减小淬火内应力，提高刀刃抗冲击能力，一般采用热浴淬火。大型剪刀采用热浴