忽悠之七—— 如何解决技术难题

shaod

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阿冬之之

uu263 发表于 2011-12-2 12:41
材料：45# ，外径22内孔5长度40 ，小管子。 网带炉870度，淬快速淬火油，芯部能淬透吗？

有什么方法可以 ...

我时常在想这样一个问题：45#钢大家用的太熟了，但出的事情出不少。有时只要把45#钢改为40Cr钢就很好地解决。有好多的热处理难题是选材不当引起的。

孤鸿踏雪

shaod 发表于 2012-2-4 20:51
客户产品： 冲压模具
材    质：Cr12MoV
外形尺寸：360*250*100mm

    这个尺寸的Cr12MoV模块如果采用低淬低回，则在线切割过程中极易发生炸裂事件，建议采用中淬中回，而且要多次（建议不少于2次）回火。

shaod

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孤鸿踏雪

shaod 发表于 2012-3-14 07:55
Cr12MoV采用低淬低回则在线切割过程中极易发生炸裂的主要原因又是什么呢？

    你这个模块比较厚实，低淬低回，其淬火应力很难消除彻底，在以后的线切割过程中与线切割产生的应力（有资料介绍，线切割可以产生80kgf/mm²的应力）交互作用，有时会形成叠加，产生集中释放效应，就导致正在切割时，突然炸裂，有时还伴有响声。
    过去，我在国企工模具分厂曾多次遭遇这种尴尬。

shaod

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LHH1362

Crl2及Cr12MoV模具毛坯锻造不是件容易的事，捎不注意就会锻裂，而且无法返修。我们淬火的工艺:980度加热，保温，出炉预冷约880-900度，淬油，油不搅拌，模具出油冒青烟，约160度左右，2OO度回火3次，每次都是空冷。

shaod

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LHH1362

shaod 发表于 2012-3-14 09:02
cr12MoV:980度加热,淬火后的硬度如何呢？

硬度在60-62HRC。这还是二十多年前的事，当时由于没有盐炉，昌险用井式炉加热淬火的。采用下限温度，保温时间较长，并滴煤油保护，以防脱C。现在我们几乎不用crl2类模具钢了。

孤鸿踏雪

shaod 发表于 2012-3-14 08:58
淬火应力?  主要是组织应力么？这个厚度的Cr12MoV的淬透性在所谓的低淬温度下又是怎样的呢？

线切割应 ...

    像这种材料淬火后产生的淬火应力肯定是组织应力型的，至于线切割产生应力，实际上主要是一种表面拉应力。如果采用低温淬火，要保证模具服役所需的高硬度，则必然采用较低的回火温度。
    淬火钢在回火过程中内应力的变化
    回火的目的之一是消除淬火应力。用X射线可以检测钢的内应力在100～150℃回火时变化甚微，至300℃仍残留有较大的内应力，300～450℃回火时，应力急剧减小，高于500～600℃内，应力基本消除。
    淬火时，由于工件的内外温度不一致，钢的组织转变不同步引起的内应力称为第一类内应力（属区域性），在550℃回火时方能完全消除。

孤鸿踏雪

shaod 发表于 2012-3-14 08:58
淬火应力?  主要是组织应力么？这个厚度的Cr12MoV的淬透性在所谓的低淬温度下又是怎样的呢？

线切割应 ...

关于放电加工
    放电加工是借助于放电所产生的高温而使工件表面熔化的加工方法。放电加工广泛应用于复杂模具的生产上。由于放电加工显著提高了操作技术、生产力和加工精度，同时可对预硬材料进行加工，对非常复杂的模具型腔（如窄深槽、死角等）显示了特别的优越性，因而倍受人们的欢迎，但这种方法在模具表面（被加工面）遗留了一层硬面脆（约几十微米）的放电白层（依次为组织粗大的再凝固层，布满高密度微裂纹的再淬硬层和回火层），白亮层若不彻底清除，将使微裂纹遗留于模面上成为缺陷源，给模具的使用寿命造成重大隐患。此外，放电加工会在加工面上产生800Mpa左右的拉应力，这种应力若不去除，则会与后续的磨削加工应力（70～80Mpa）及热处理淬火应力（高达1600Mpa）交互叠加而引起应力集中，从而引起模块的剧烈变形甚至开裂。
     因此，在模具制造中，对放电白层要进行彻底清除，并在放电加工后进行稳定化（松弛）处理，以消除残余应力。

孤鸿踏雪

shaod 发表于 2012-3-14 09:02
cr12MoV:980度加热,淬火后的硬度如何呢？

    我这儿有一个帖子http://www.rclbbs.com/forum.php? ... 9&fromuid=31405

shaod

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孤鸿踏雪

shaod 发表于 2012-3-14 10:29
太精彩了！
谢谢！也就是说放电加工产生的内应力只是局限于这个表层的内应力了？如果这样的话它只是为这 ...

    是的，我也是这样理解的。放电加工为其开裂提供了诱发力（裂纹策源地）

shaod

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孤鸿踏雪

模具钢的回火特性
     能阻止马氏体分解和碳化物微粒粗化的合金元素可使强烈软化的开始温度范围从200~300℃上移到450~500℃，甚至更高。因此，提高钢的热硬性（即热态抗软化能力）是工具钢中添加合金元素的主要目的之一。
     合金工具钢的回火特性
     淬火钢在回火过程中，其内部组织结构，随着回火温度的升高和回火时间的延长，将发生一列复杂的变化。模具钢更不例外，且由于其含有一定量的多种合金元素，从而使其在回火过程中的组织转变更加扑朔迷离。为了分析方便，对模具钢的回火也分为四个阶段加以讨论。
     1.第一阶级（200℃以下）
     对模具钢而言，在200℃以下回火，主要是为了消除应力。对碳素工具钢，如前文所述；对合金工具钢，在该温度范围回火，没有合金元素影响。
     2.第二阶段（150~316℃）
     其主要变化为残余奥氏体的分解，但这主要是对高合金工具钢而言的。因为高合金工具钢的Mf点较低，因而其淬火后残留大量的残余奥氏体；而对低合金工具钢，由于残余奥氏体量很小，几乎无显著分解。由于存在250℃左右的脆性区，所以应根据设计要求，在低于或高于250℃进行回火。
     3.第三阶段（250~480℃）
     对低合金工具钢而言，由于Fe3C的析出与聚集，使硬度逐渐降低，而高合金工具钢则由于碳化物中合金元素的固溶，显示了抗软化作用。
     4.第四阶段（480~704℃）
     高合金工具钢在500~550℃范围产生二次硬化作用，从而使韧度有所下降，所以热加工模具钢一般采用比二次硬化温度高20~50℃的温度进行回火，使其硬度及韧度形成合理匹配，从而达到设计要求。

孤鸿踏雪

实用模具的重复回火
     对实用模具（特别是高合金工具钢）在特定温度下回火时，采用长时间一次回火与适时多次回火，其效果是大不相同的。现以压铸模用钢DKA（约相当于4Cr5MoVSi）为例加以分析。
     图8-7是压铸模用钢DKA的S曲线。现将壁厚为150mm的模具从淬火温度空冷淬火，模具表面的冷却曲线（细实线）从a点、模具心部的冷却曲线（粗实线）从c点分别到达Ms点，如果采用连续冷却，表面从b点到Mf点（约50℃）则马氏体转变结束，应立即装炉回火，这时心部只到达d点（约200℃），马氏体转变约完成80%而残留20%奥氏体，如果心部继续冷却至室温，则表面将有冷裂的危险，所以在进入回火时，表面和心部分别比b点和d点的温度要高。如果在e-f温度回火，从S曲线可了解到：即使经过数十小时，残余奥氏体也不转变，在d点残留的20%的奥氏体，继续保留到f点然后冷却，到达h点后发生马氏体转变，至i点结束，与此相对应，表面部分通过b→e→f→g 成为完全回火组织。
    由此可见，如果只采用这一次回火，模具心部组织显然保留了h→i之间转变的马氏体，这将成为模具早期报废的重要原因。因此，为了克服这种缺陷，对高合金模具钢必须进行重复回火，在h→i之间转变的马氏体必须完全回火，重复回火的温度可根据上次回火后的硬度确定。