热作模具的热处理工艺设计实例(3)
如题热作模具的热处理工艺设计实例(3)
3. 中型(1吨)锤锻模的淬火和回火工艺设计
(1)所用材料及技术要求该1吨锤锻模选料为5CrMnMo钢。热处理后头部硬度为38~44HRC;燕尾部分为30~35HRC;型腔和燕尾不得有氧化脱碳和腐蚀迹象,模具整体不得有肉眼可见的任何形式的裂纹。上、下模合模后模面应接触80%以上;燕尾平面挠度不大于0.2mm。
(2)热处理工艺性分析该模具模块为320mm×420mm×515mm,由原5吨锻摸改制而成,经过改锻和退火、加工成型等工序后进行淬火和回火。由于5CrMnMo钢改锻过程易产生白点缺陷,因此,退火时应采取预防措施。另外,5CrMnMo钢的热处理工艺性稍差(如较强的过热敏感性、回火脆性等),且韧性不如5CrNiMo钢。所以淬火和回火工艺和操作应严加控制。
(3)热处理工艺设计
1) 预防白点退火:锻件的终锻温度为820~870℃,锻后立即放入650~670℃的箱式炉电炉中保温9.5h(按锻件最小边长3h/100mm计算)后,以30~50℃/h的速度冷却到400℃,再以20~40℃/h速度冷却到250~300℃出炉空冷。
2) 淬火加热:在75KW箱式电炉中进行加热。装炉温度为900~920℃,经1.5~2h炉温回升到850~860℃,保温约8h(按1.5~1.8min/mm计算,以模体内外透烧为准)。
3) 淬火冷却:模具出炉后在空气中预冷到780~800℃(大约4~5min,模具表面呈樱红色)立即整体转入油中冷却,通过模具上下、左右移动使油不断搅动。冷却4.5~5min时提出燕尾(油面在燕尾以下50~100mm处)靠模体热量传导进行自回火(此时,模体不断缓慢转动,使周围的油不致着火燃烧)。模体在油中继续冷却30~32min后约达到200~250℃(模具出油时,表面残油只冒较浓的青烟而不着火为准)提出并及时转入300℃的炉中等温保持3h(实质是复合等温淬火,组织为马氏体+贝氏体+残留奥氏体)。
4) 回火工艺: 模具不出炉,将等温炉炉温升高到预定回火温度480~500℃,保温4h后,在油冷到150℃左右空冷(利用150℃余热消除回火油冷过程产生的热应力)。
(4)处理结果硬度和变形度均符合技术要求;使用寿命一般锻打4000件以上,最高达8000件。
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