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数控铣床模具淬火时硬度不足的解决方法有哪些

发布时间:2020-06-17 17:17:35

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    数控铣床模具在生产中,有时会呈现淬火后硬度缺乏状况,这是热处理淬火过程中常见的缺陷。“硬度缺乏”有两种表现,一种表现为整个工件硬度值低,另一种表现为部分硬度不行或呈现软点。当呈现硬度缺乏的现象时,要用硬度实验或金相剖析等办法剖析是哪种“硬度缺乏”,然后从原资料、加热工艺、冷却介质、冷却办法以及回火温度等方面找原因,从而找出解决办法。

1 原资料方面
1.1 原资料挑选不妥或发错料
应该用中碳钢或高碳钢制作的零件而错用低碳钢,应该用合金工具钢制作的零件而错用一般高碳钢都会形成硬度缺乏或呈现软点。例一:应当选用45钢制作的齿轮,其淬火硬度应为60HRC 左右,而过错地挑选为25钢,结果是硬度380HBS左右。

例2:应该用 9Mn2V制作的模具,而错用成T8钢,因为9Mn2V与T8钢的火花较难分 辨,淬火时误按9Mn2V的淬火工艺淬火,选用油冷,结果硬度只要50HRC左右。

以上两种状况属于整体硬度缺乏,可以用硬度实验或金相实验(25钢淬火得到低碳马氏体,如图1所示,45钢淬火得到中碳马氏体,如图2所示)来判定。

解决办法:
1)设计时应挑选适宜的资料;
2)加强资料管理,资料进库前先进行化学剖析,然后分类作符号,可以有效避免发错料;  
3)热处理操作者应当在操作前进行火花剖析,以大略辨别零件资料是否符合图纸要求;
4)当工件截面较大或工件截面厚薄悬殊时,若选用工具钢,因为其淬透性欠好,会形成大截面处内部硬度偏低现象,此刻应改用淬透性好的合金钢。
1.2 原资料显微安排不均匀形成部分硬度缺乏或呈现软点
显微安排呈现如下状况之一:碳化物偏析或集合现象,如铁素体集合、呈现石墨、严重魏氏体安排等都会呈现硬度缺乏或软点。
解决办法:在淬火前进行反复锻打或预备热处理 (如正火或均匀化退火)使安排均匀化。
2 加热工艺方面
2.1 淬火加热温度低,保温时刻缺乏
如亚共析钢,当加热温度在 Ac3与 Ac1之间(例如25#钢淬火加热温度低于 860℃) 时, 因铁素体未完全溶入奥氏体,淬火后不能得到均匀一致的马氏体,得到的是铁素体和马氏体,影响工件硬度。从金相剖析可见未溶铁素体 (如图3所示)。

关于高碳钢,特别是高合金钢,假如加热或保温时刻缺乏会形成珠光体不能向奥氏体改变,而得不到马氏体。在实践生产中,上述状况常常是因为外表指示呈现偏差(指示温度偏高)或炉温不均匀,使工件实践温度偏低;对工件厚度估计过错,引起保温时刻过短。

解决办法:
1)操控好加热速度,避免加热速度过快,形成炉温不均匀,同时会形成过早保温计时,使保温时刻缺乏;
2)常常检查温度指示外表是否无缺精确,避免呈现指示外表显示抵达温度,而实践温度缺乏的现象;
3)严厉按资料手册确认淬火加热速度、加热温度,避免淬火温度偏低或偏高;
4)正确估算资料厚度,特别是异形件。
2.2 淬火加热温度过高,保温时刻过长
关于工具钢 (例如T8钢),当其淬火加热温度在780℃时得到的是奥氏体和碳化物(Fe3C ),此刻奥氏体溶碳量稍高于0.77%,冷却后奥氏体改变为马氏体。假如加热温度过高或保温时刻过长,会形成碳化物 (Fe3C)中的碳大量溶入奥氏体,形成奥氏体溶碳量偏高,同时大大添加其稳定性,使奥氏体向马氏体(A→M) 改变,温度开端下降,因此淬火后工件中保留了大量的剩余奥氏体 ,得到的安排为M+A’,因为剩余奥氏体具有奥氏体性能,即硬度低,因此形成淬火后硬度下降。加热温度及回火温度对剩余奥氏体含量的影响 (见图4所示 )。

解决办法:
1)严厉操控淬火加热温度及保温时刻,避免过多的碳溶入奥氏体,操控加热温度更为重要;
2)下降淬火冷却速度,或选用分级淬火,使过冷奥氏体充沛向马氏体改变;  
3)选用冷处理,使剩余奥氏体向马氏体改变;
4)选用高温回火,减少剩余奥氏体,硬度反而会添加。

2.3 淬火加热时,工件外表脱碳
45#钢淬火后,经过金相剖析,其外表为铁素体和低碳马氏体,而磨除外表脱碳层后,硬度符合要求,这种状况常常呈现在箱式炉中未加维护或维护不良,或在脱氧不良的盐浴中加热,形成氧与工件中的碳原子反应生成CO,使工件外表含碳量下降,至使其外表硬度缺乏。
解决办法:
1)选用有维护气氛的无氧化加热炉,如用酒精、甲醇裂解的维护气氛等办法;
2)选用真空加热淬火;  
3)关于一般箱式炉可应用生铁屑或木炭装箱密封; 工件外表涂防氧化涂料; 炉内放木炭;工件涂硼酸、酒精溶液后再加热。
3 冷却工艺问题
3.1 淬火介质挑选不妥
该用水淬或盐浴的工件而选用油冷,则因冷却才能不行,冷却速度过慢,在冷却过程中奥氏体产生向珠光体类型安排改变 ( A→P ),而得不到马氏体(M) (特别是在工件芯部),致使工件的硬度偏低,如T 10制作的手锤在油中淬火,硬度只要 45HRC左右,经过金相剖析,可见得到的是托氏体安排而不是马氏体。
解决办法:必须根据工件资料、形状巨细来挑选恰当的冷却介质。
3.2 淬火介质温度的影响
在水淬时,大批零件连续淬火,假如没有循环冷却系统,则形成水温上升,冷却才能下降(见表1),会呈现淬不硬的现象。在油冷时,开端淬火时因为油的温度低、流动性差,因此冷却才能不强,形成淬不硬。

解决办法:水淬时应选用循环冷却系统,保持水温在 20℃左右为宜; 油冷时,特别是开端时应对其适当加热,使其温度达到 80℃以上为宜,这便是淬火时常说的“冷水热油”的道理。
3.3 淬火时介质过于陈旧
当含有较多杂质的碱(盐)浴或水分过少时,易产生淬火软点。
解决办法: 应及时替换淬火介质及操控碱(盐)浴中的水分。
3.4 冷却时刻操控不妥
当用碳钢制作开关杂乱或截面较大零件时,为避免其变形开裂,选用水淬——油冷。零件在水中停留时刻过短或从水中取出后在空气中停留时刻过长再转入油中,因为零件自身温度较高,特别是芯部冷却速度慢,而不能得到均匀完全的马氏体。
解决办法:恰当操控水冷时刻,若用钳子夹持工件时,当手感觉不到振动时,当即转入油中; 关于型腔较大模具应将废料先排除,减小工件厚度,然后再淬火。分级淬火时,在盐浴中停留时刻过长产生贝氏体改变形成硬度缺乏。
总归,淬火缺乏现象常常产生,操作者应根据不同状况,具体剖析,找出原因加以可以克服的。

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