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冷作模具钢的淬火工艺有哪些具体控制要点

发布时间:   2026-02-11

冷作模具钢淬火工艺的具体控制要点涵盖淬火温度、保温时间、冷却介质、冷却速度、加热保护、变形控制、回火处理等多个方面,以下是详细介绍:

淬火温度控制:

淬火温度需根据模具钢的成分和性能要求精确选择,通常在800-950℃之间。例如,对于Cr12型钢,淬火温度可能选择在850-900℃之间,以确保奥氏体化充分,同时避免晶粒粗大。

淬火温度过高会导致奥氏体晶粒粗大,增加淬火变形和开裂的风险,同时降低耐磨性;淬火温度过低则会导致碳不能完全溶解于奥氏体,影响硬度和耐磨性。

保温时间控制:

保温时间需根据模具钢的厚度和尺寸来确定,确保模具钢内部温度均匀,奥氏体化充分。

保温时间不足会导致奥氏体化不完全,影响淬火效果;保温时间过长则可能增加晶粒粗大的风险,同时提高能耗。

冷却介质选择:

冷却介质的选择需根据模具钢的淬透性和冷却要求来确定。常用的冷却介质包括油、水、熔盐等。

对于淬透性好的材料,可选择冷却能力较低的介质,如空气、熔融硝盐或碱、热油等,以减少淬火变形和开裂倾向;对于淬透性差的材料,则需选择冷却能力强的介质,如水溶液、水、冷油等。

组合介质冷却也是一种有效方法,如水-油、油-空气、硝盐-空气等,可根据具体材料和要求选择合适的组合。

冷却速度控制:

冷却速度需根据模具钢的材质和尺寸来确定,以确保模具钢的表面和内部都能够充分淬透,同时避免过快的冷却速度导致开裂。

对于形状复杂或尺寸较大的模具,可采用分级淬火或等温淬火等工艺,以减少内应力和变形。

加热保护措施:

淬火加热时,模具零件易产生氧化与脱碳,严重影响模具的使用寿命。因此,需采取相应的加热保护措施,如装箱保护法、涂料保护法、包装保护法、盐浴加热保护法、真空热处理保护法等。

变形控制:

淬火过程中产生的热应力和组织应力是导致模具变形的主要原因。为减小变形,可采用分级加热、分级或等温淬火、淬火前预冷以及使用冷却速度缓慢的介质等措施。

对于形状复杂的模具,还需根据模具形状预测变形趋势,淬火加热时对局部结构作各种堵塞、捆绑或包扎,使模具的加热和冷却能均匀地进行。

回火处理:

淬火后的模具需进行回火处理,以消除内应力和改善韧性。回火温度和时间需根据模具钢的硬度和组织要求来确定,一般在150-300℃之间。

回火不足可能导致模具韧性不足、易崩刃;回火过度则可能导致模具硬度降低、耐磨性下降。