能否采用等温淬火的方法解决冷冲模具的热处理变形问题

XYXJD

我公司采用的是井式气氛保护炉加热，然后出炉进行油淬。模具材料主要是Cr12MoV     Cr12   D2  等，装炉量一般在150—300KG，现在的问题是淬火出来后模具的平面变形比较严重，请各位同人看有没有解决的办法。我想采用盐浴等温淬火是否可行，对模具的硬度、机械性能是否有影响。

孤鸿踏雪

分级淬火法
    分级淬火是将奥氏体化的工件直接淬入低温（MS附近）热浴（盐浴、碱浴或铅浴）中冷却并停留一定时间，使工件心、表温差缩小（或趋于均匀），然后取出空冷，使马氏体转变在缓冷的条件进行。因分级淬火在马氏体转变时，内外温度已接近一致，其内外的组织转变趋于同步，内应力大大降低，从而大大降低了变形开裂趋势。分级淬火适用于中等合金化和高合金化的、具有较高淬透性的中小模块（如3Cr2W8V、4Cr5MoV1Si、Cr5MO1V、Cr4W2MOV、35Cr3MO3W2V、4Cr5W2VSi等）。
空冷淬火（硬化）法
    实验证明，在一般情况下，淬火冷却速度最缓慢的钢即空冷硬化钢的变形量最小，故应根据模具的设计要求，选择能满足要求的空冷硬化钢。这种钢的淬透性极高，在静止的空气中冷却即可取得预期的硬化效果，常用的空冷硬化冷作模具钢有：Cr12Mo1V、Cr6WV、Cr4W2MoV、8Cr2MnWMoVS、7Cr7Mo2V2Si等；热作模具钢有：QRO-90（4Cr3Mo2V）、3Cr2W8V、4Cr5MoV1Si等；析出硬化型时效钢10Ni3MnCnAl（高精度、高镜面塑料模具钢）；火焰淬火钢7CrSiMnMoV等等。当采用流动空气冷却时，应以气流方向正对模面，可进一步降低淬火变形量。
微变形淬火
    工件淬火后获得的马氏体量越多，尺寸的胀大也就越大。当残余奥氏体量增大时，则尺寸缩小，因此可以通过调整残余奥氏体量来减小变形，例如对于形状复杂、精度要求高的模具如何减小变形是其主要矛盾，通常可以提高奥氏体化温度，增加残余奥氏体量来减小变形。但是单靠提高奥氏体化温度来增大残余奥氏体量，对于本质粗晶粒钢种会因过热而造成不良后果，故可结合采用MS点上、下等温停留引起奥氏体稳定化的办法来增加残余奥氏体量。
其它方法
    为最大限度地降低模具钢（件）的变形开裂倾向，除针对不同钢种，不同形状的模块采用不同的淬火工艺处，还应在实际操作中注意以下几点：
    （1）注意工件摆放平衡，注意工件捆扎和吊装部位以防加热软化后，自重引起扭曲、弯曲、圆孔拉长等变形；
    （2）利用箱式电炉加热时，模块不可直接摆放于炉底板上，而应加装垫铁；
    （3）对已成型的模腔、孔、槽，应进行有效填塞，对截面发生突变的坎棱、尖角部位或环形槽进行补衬缠裹，以缩小各部位温差，力争使加热和冷却趋于均匀；
    （4）加工合理的工艺孔、槽，改善工件自身的不均匀、不对称性；
    （5）大型工件可平置于带孔的平板上，平衡吊起后整体入槽冷却。
    等温淬火固然也可以减小淬火变形，但等温淬火是以获得贝氏体为目的强韧化淬火，所以只适用于热做模具钢的中小模块。

XYXJD

回复 2# 孤鸿踏雪


    谢谢你，你认为采用分级淬火好，等温不太适用Cr12类材料的模具淬火对吗。我们的模具尺寸厚度基本在15-30之间，现在的材料不是太好，空冷硬度不够。

孤鸿踏雪

回复 3# XYXJD


    等温淬火得到的是贝氏体组织，而贝氏体组织的硬度是较低的，能满足你的使用要求吗？

XYXJD

一般这类模具要求的硬度都在HRC:58—60 ,我也不知到贝氏体组织的硬度能够达到多少。

silafu

回复 1# XYXJD


    我以为你的办法是可行的，就是出炉不要一下太多 ，影响等温效果。变形肯定会有改善，硬度因为等温转变不会完全，所以随后的冷却后依然需要低温回火，这样硬度能在56左右，而且改善了韧性。这个工艺你如果成功你可以大大的得意一次，希望得到你的回音。

XYXJD

如果硬度在56左右有点低，恐怕客户不接受，再者线切割不会有什么风险吧（相对与非等温淬火）

silafu

不会有什么风险，我说的56比较保守了，你可以少量试验。有余地

XYXJD

多谢，我准备试验一下。

孤鸿踏雪

回复 5# XYXJD


    贝氏体（B）—原系外来语（Bainite）译名，因这种组织的发现人E．C．Pain而得名，台湾文献译为变韧铁。贝氏体乃是铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）或过饱和的α固溶体与碳化物（Cm）的机械混合物，其组织形态，性能和形成过程均不同于珠光体，它的Fe3C分布在呈羽毛状或呈针状的铁素体（F）中。贝氏体由于形成条件不同而具有多种形态：如上贝氏体（B上）为过冷奥氏体（A）在550~400℃温度区间等温所形成，在光学显微镜下观察，呈羽毛状。上贝氏体（B上）常沿奥氏体（A）晶界形核，向晶内发展。从电子显微照片上可以看到：在平行的铁素体（F）条间有短棒状或串珠状渗碳体（Fe3C）断续分布，其硬度为35~45HRC；下贝氏体（B下）是过冷奥氏体（A）于400~200℃温区所形成。在光学显微镜下呈黑暗色片状（针状或竹叶状），互成一定角度。电子显微观察及X射线结构分析得知：这种组织乃是由过饱和的α固溶体与其长轴成50~60°角度分布的碳化物质点形成的，其硬度为45~50HRC。贝氏体还有粒状、蝶状等结构形态。

XYXJD

感谢，我是半路出家的对基本的知识知道的很少，多谢老师的指点。如果我要做试验，您认为我如何准备好，比如需要什么样的设备及冷却介质，工艺如何制定（针对材料为Cr12类、井炉淬火、装炉量在200KG左右）。

忙碌的蜜蜂

你是为了减小变形量，建议你采用分级淬火，即油温在130度左右，工件直接入油冷却，待工件温度与油温大概一致时候，然后提出来空冷。这样做的工件变形比直接冷油淬火变形小。硬度也可以达到你的要求。只是这种油比较贵，在热处理行业里叫做分级淬火油。

忙碌的蜜蜂

回复 1# XYXJD


    当然还可以采用钢纸打包，一块一块的下油，在一块一块的校正，变形也可以得到好的控制。  你可以选择看哪个比较适合你。

XYXJD

回复 13# 忙碌的蜜蜂


    你好，我们现在已经淘汰了打包的操作方法，采用氮气保护设备加热，只能在这个基础上想办法。