一、模具鋼的淬火缺陷分析
1、過熱:加熱溫度過高或在高溫下保溫時間過長,引起奧氏體晶粒粗化稱為過熱。粗大的奧氏體晶粒導致鋼的強韌性降低,增大淬火時的畸變開裂傾向。
2、過燒:加熱溫度過高,引起奧氏體晶粒嚴重粗化,而且晶界出現(xiàn)氧化或是熔化,導致晶界弱化,稱為過燒。鋼過燒后性能嚴重惡化,無法挽救,只能報廢。
3、脫碳:鋼在加熱時,表層的碳與介質中的氧、氫、二氧化碳以及水蒸氣等發(fā)生反應,降低了表層的碳濃度稱為脫碳。脫碳的鋼淬火后,表面硬度、疲勞強度、耐磨性降低,表面形成網(wǎng)狀裂紋。
4、氧化:鋼在加熱時,表層的鐵以及合金元素與介質中的氧、二氧化碳和水蒸氣等發(fā)生反應形成氧化膜的現(xiàn)場稱為氧化。
5、氫脆:高強度鋼在富氫氣氛中加熱時出現(xiàn)塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為氫脆。
二、除了上述的加熱缺陷過熱、過燒、脫碳、氧化、氫脆外,鋼的淬火還會出現(xiàn)以下缺陷:
1、淬火畸變:有體積變化、形狀畸變。淬火變形是不可避免的現(xiàn)象,但通過適當選擇材料、改進結構設計、合理選擇淬火方法及規(guī)范等可以有效的減少和控制淬火變形;如果變形超差,還可以采用熱校直、冷校直、熱點法校直、加壓回火等加以修正。
2、淬火開裂:端口有淬火油的痕跡,無氧化色,裂紋兩側無脫碳現(xiàn)象。
三、淬火開裂的主要原因有:
1、材料鑒別錯誤,熱處理工藝不合理。
2、冷卻不當,在Ms溫度以下快冷,相變應力過大。
3、工件截面尺寸相差太大,或孔洞很多,或有應力集中的危險位置。
4、淬火加熱溫度過高,晶粒粗大,脆性大。過燒時晶界氧化或熔化。
5、大件高合金鋼沒有預熱,加熱速度過快引起加熱開裂。
6、原始組織不良,原材料存在網(wǎng)狀共晶碳化物或球化退火不良。
7、原材料有顯微裂紋,淬火時裂紋擴大開裂。
8、重復淬火前沒有進行退火處理。
9、淬火后的模具鋼材未有及時回火處理。
淬火開裂是不可補救的淬火缺陷,只有采取積極的預防措施,如減少和控制淬火應力的大小、方向、分布、控制原材料的質量和熱處理加工質量、以及正確的結構設計等。
四、硬度不足:
1、加熱不足:加熱溫度低、保溫時間短,有未熔鐵素體或合金元素溶解不足,奧氏體不均勻,淬透性差。
2、冷卻不足:鋼的淬透性差;工件尺寸過大;介質冷卻能力差;預冷時間過長;水淬時間過短,出現(xiàn)非馬氏體組織。
3、含碳量不足:原材料含碳量不足,原材料表面脫碳或加熱過程表面脫碳。
4、殘余奧氏體量過多。高碳高合金鋼淬火溫度過高,奧氏體過于穩(wěn)定。
五、 軟點:局部地區(qū)硬度偏低或硬度不均勻。
1、淬火時工件移動不夠,氣泡阻礙局部冷卻。
2、表面有氧化皮、銹斑或附著物阻礙局部冷卻。
3、原材料成分不均勻或原始組織不均勻,有嚴重的帶狀組織或碳化物偏析。
4、加熱時爐溫不均勻或裝爐不當使工件加熱不均勻和冷卻不均勻