淬火后為什么高合金(模具鋼)不能立即清洗？
淬火過(guò)程中鋼的開(kāi)始變化點(diǎn)Ms和轉(zhuǎn)變終點(diǎn)Mf，轉(zhuǎn)換點(diǎn)高于室溫，低于室溫。高合金模具鋼Cr12型的Mf點(diǎn)在-70℃以下是中合金熱作模具鋼H13的Mf點(diǎn)在215℃，由于高合金模具鋼多為高淬火鋼種，淬火后的應(yīng)力狀態(tài)組織應(yīng)力分布，即表面為拉應(yīng)力，心臟為壓應(yīng)力。Mf如果室溫以下的鋼種立即清洗，冷奧氏體變冷奧氏體，增加組織應(yīng)力，容易形成淬火開(kāi)裂。
高于室溫的Mf由于冷卻工件的內(nèi)部溫度不易預(yù)測(cè)，僅基于工件的表面溫度，容易形成誤判，工件在浸泡熱清洗操作時(shí)可能會(huì)開(kāi)裂。所以大于5kg一般情況下，上述合金模具鋼不應(yīng)在淬火和第一次回火之間進(jìn)行清洗工藝。對(duì)于小件10mm）由于工件心部溫差小，組織應(yīng)力相對(duì)較小，工件冷卻到室溫后可清洗熱水。
Cr12型鋼的級(jí)差4-5淬火或磨削時(shí)容易開(kāi)裂。為什么？
答：Cr12型鋼屬于萊氏體鋼，鑄態(tài)組織中有共晶碳化物，軋制后。雖然共晶碳化物被破碎，但碳化物在鋼的橫截面上分布非常不均勻，特別是大于？40mm這一點(diǎn)尤其嚴(yán)重。
在工廠鍛造改造中，共晶碳化物一般只能降低1~2級(jí)，降低3級(jí)相當(dāng)困難。鍛造后，模具材料表面附近的共晶碳化物水平低于心臟的共晶碳化物。即使共晶碳化物的最高水平符合尺寸要求，當(dāng)模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求硬度時(shí)≥59HRC，如果模具內(nèi)表面附近和心臟的共晶碳化物級(jí)差在4-5淬火過(guò)程或線切割過(guò)程容易開(kāi)裂。
2. Cr12MoV鋼熱處理工藝有多少種？
答：Cr12MoV通過(guò)不同的加熱溫度(980~1100℃）淬火，在較大范圍內(nèi)改變馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms，淬火后殘留的奧氏體含量也發(fā)生了很大的變化?；鼗鹗嵌位鼗鹩不?。硬化峰值前的回火硬度也能滿足使用要求，因此回火溫度范圍也發(fā)生了很大變化。
Cr12MoV鋼熱處理工藝有：
1）退火：
⑴Cr12MoV鍛造余熱處理：坯料按工藝合理鍛造后， 在最終鍛造溫度下900℃ 稍作停留，立即淬火冷卻，油冷或風(fēng)扇吹冷，注：工件內(nèi)外溫度達(dá)到200~300℃左右，轉(zhuǎn)人750℃高溫回火，保溫2~4h后爐冷或空冷取代了通常的球形退火工藝，節(jié)約了能源，縮短了生產(chǎn)周期。同時(shí)，細(xì)化晶粒和碳化物的棱角變圓，粒度小，提高了模具的韌性和使用壽命。
⑵球化退火：
一般采用等溫球化退火工藝，加熱溫度850~870℃，保溫2~后透熱4h,等溫720~740℃，保溫3～4h，爐冷至500℃退火硬度為207~255HBS。
⑶預(yù)調(diào)質(zhì)處理工藝
在高合金鋼中，預(yù)調(diào)質(zhì)處理溫度可低于模具最終熱處理溫度10~300℃?；鼗饻囟?20～750℃高溫回火，保溫2~4h后爐冷或空冷，處理后可進(jìn)行精加工?；鼗鹛幚響?yīng)充分，也可采用兩次回火處理。
1）淬火、回火類(lèi)型：
（1） 低淬低回工藝：
加熱溫度950～1020℃油冷淬火，回火溫度180~200℃，此工藝硬度可達(dá)58~62HRC，不適用于需要線切割的工件。磨削過(guò)程中的磨削進(jìn)刀量必須≤0.02mm，否則，磨削裂紋很容易形成。
（2） 中淬中回工藝：
加熱溫度1030℃油冷淬火，回火溫度400~520℃， 硬度控制在≤59HRC，特別適用于線切割或大磨削量的工件。
（3） 高淬高回工藝：
加熱溫度1050～1080℃油冷淬火，回火溫度500~520℃。
2）淬火、回火工藝選擇：
⑴Cr12MoV分級(jí)淬火-減少變形，防止開(kāi)裂；
采用加熱溫度1020℃，保溫后放入260~280℃ 硝鹽爐分為3~10分，轉(zhuǎn)入溫度為Ms—（10～20）℃在硝鹽爐中停留5~10 后空冷?；蛑苯哟慊鸬?60~180℃5~10 min后空冷。
空冷到120℃左右轉(zhuǎn)入回火過(guò)程。
⑵Cr12MoV等溫淬火-增加強(qiáng)韌性；
采用加熱溫度1020℃，保溫后放入Ms—（10～20）℃硝鹽爐均溫3~10min，轉(zhuǎn)入260～280℃ 保溫 2～3h空冷后到120℃左右轉(zhuǎn)入回火過(guò)程。
⑶Cr12MoV 鋼冷卻淬火-減少淬火變形
Cr12MoV鋼制壓膠木粉的成型模具形狀復(fù)雜，尺寸變形嚴(yán)格，韌性一定，但硬度一般為45~50HRC。采用1020℃加熱淬火時(shí)，必須在高溫下回火，使變形難以控制。現(xiàn)在一些工廠使用它880℃加熱后，油冷至150~200℃ 立即轉(zhuǎn)入300℃等溫3～4h，200℃回火。這種處理模具變形小，韌性好，硬度高48HRC左右。缺陷是熱處理組織中存在少量屈氏體。
⑷Cr12MoV選擇鋼回火溫度
1020~1050℃，高硬度要求180~200℃回火；400~420℃ 回火。淬火冷卻變形，采用480℃ 回火可收縮少量尺寸；使用510℃ 回火可以增加少量尺寸。
⑸模具深冷處理-提高耐磨性，提高尺寸穩(wěn)定性。
將淬火后的模具放入液氮中1~2h深冷處理后再回火，也可回火后進(jìn)行深冷處理。Cr12MoV經(jīng)深冷處理后，模具的硬度為1~2HRC量的提高。
3）Cr12MoV模具線切割后變質(zhì)層的補(bǔ)償：
淬火和回火的模具經(jīng)線切割后表面有0.05毫米左右的變質(zhì)層，最外層0.01mm內(nèi)有許多微裂紋，熔淬層和熱影響區(qū)硬度較低52~55 HRC左右，解決辦法是用座標(biāo)磨床磨削。也可研磨出微裂紋后，用真空脈沖滲氮來(lái)彌補(bǔ)，提高硬度。
3. 5CrMnMo和5CrNiMo淬火后有多少馬氏體層？
答：5CrMnMo和5CrNiMo傳統(tǒng)的鋼熱處理工藝：500~600 淬火預(yù)熱溫度℃，加熱系數(shù)ａ=0.8～1.0min/mm淬火加熱溫度為830~850℃ 或840～860℃，空氣爐加熱系數(shù)a=0.8～1.0min/mm，鹽浴爐加熱系數(shù)a=0.5～0.6min/mm，淬火介質(zhì)選用油；鍛模油冷卻后的出油溫度一般為150~250℃，回火時(shí)先在300～350℃在溫度下停止絕緣可以防止新的熱應(yīng)力導(dǎo)致鍛模裂紋。
回火溫度：5CrMnMo，34～39HRC，500～520℃；39～44HRC，480～500℃；42～47HRC，460～480℃。5CrNiMo，34～39HRC，500～520℃；39～44HRC，480～500℃；42～47HRC，460～480℃。
900~920℃或者更高的溫度，目的是在淬火后試圖獲得條狀馬氏體組織，以提高鋼的強(qiáng)度和韌性，但實(shí)際上效果不大。5CrMnMo和5CrNiMo鋼在油中淬火，除小鍛模外，尺寸大于350mm×400mm×300mm大多數(shù)鍛造模具，大多數(shù)截面區(qū)域不可能獲得馬氏體組織，主要是上貝氏體+下貝氏體和少量馬氏體組織，心臟是索氏體+上貝氏體組織。
5CrMnMo鋼500mm×700mm×400mm硬度變化曲線如圖所示7-3所示。
硬度變化曲線為50~53 HRC純馬氏體只有2~3mm，能滿足一般熱鍛模硬度要求39～41HRC淬透深度僅為25~35mm。實(shí)驗(yàn)表明，在生產(chǎn)實(shí)踐中，提高淬火加熱溫度，使鍛模在淬火后獲得板條馬氏體組織的方法并不理想。相反，淬火加熱溫度的提高會(huì)增加鍛模淬火的變形量和淬火裂紋的敏感性。
4. LD鋼熱處理工藝規(guī)范和注意點(diǎn)是什么？
答：LD高韌性冷作模具鋼（7Cr7Mo3V2Si)屬于過(guò)分析鋼，適用于制造冷擠壓、冷頭、冷沖壓模具，承受高負(fù)荷。其主要化學(xué)成分：0.7%～0.8%C，≤0.5%Mn，0.7%～1.2%Si，6.5%～7.0%Cr，2.0%～2.5%Mo，1.7%～2.2%V，P≤0.03%、S≤0.03%。
常用臨界溫度：Ac1=856℃,Ac3=915℃,Ar3=806℃,Ar1=720℃,Ms=105℃。
熱處理工藝規(guī)范：
鍛造與退火：
1120~1130℃，始鍛溫度≈1100℃，終鍛溫度≥850 ℃，運(yùn)動(dòng)后需要緩冷或坑冷。尺寸小于50mm工件可直接備料投入使用，無(wú)需鍛造。
鍛后退火有兩種方法：
①一般退火工藝：850~870℃，保溫2~后透熱4h，隨后爐冷＜500℃出爐。退后硬度在210～240HB。
②等溫球化退火工藝： 850~870℃，保溫2~后透熱3h，爐冷至730～750℃保溫5～6h，然后爐冷，再冷500℃出爐。退為220~250HB。
(2)淬火回火工藝:
850℃預(yù)熱，保溫系數(shù)a=0.8～1.0min/mm奧氏體化加熱溫度為1100~1150℃，保溫系數(shù)ａ= 20～25 "/mm，淬油，根據(jù)硬度要求和表7-2選擇回火溫度，回火2~3次，空冷。
表7-1 淬火溫度和硬度對(duì)照表
淬火加熱溫度（℃）
1050
1100
1150
1210
殘余奧氏體含量(%)
14
33
35
34
淬火后硬度HRC
57
60
61
60
晶粒度(等級(jí))
12～11
11～10
10～9
8～7
表7-2 對(duì)照不同的回火溫度和硬度
淬火溫度（℃）
1100
回火溫度（℃）
400
490
510
530
550
570
590
610
硬度HRC
58.6
61.1
62.2
62.3
61.1
59.7
58.3
56.8
淬火溫度（℃）
1150
回火溫度（℃）
400
490
510
530
550
570
590
610
硬度HRC
60.3
62.2
62.9
63.1
62.1
60.7
58.5
58.2
（3）熱處理淬火回火工藝注意事項(xiàng)：
①熱處理的加熱溫度為1100~1150℃，加熱保溫時(shí)間長(zhǎng)，加熱系數(shù)達(dá)到0.3～0.45min/mm。
②由于Ms點(diǎn)相對(duì)較低，淬火后的冷卻必須充分，一般需要在回火前冷卻到室溫，回火二次硬化峰值在520℃附近，在520～560℃一般不高于回火62HRC。
③為了提高工件的硬度，淬火后需要冷處理，然后回火61HRC以上，冷前不能回火，否則硬度難以提高。
END
