模具钢材真空热处理工艺
模具钢材真空热处理工艺
1）清洗采用真空脱脂方法是目前最先进和可靠的方法。
2）真空度是重要的工艺参数。在高温高真空度下，钢中的合金元素易蒸发，会影响模具零件表面质量和性能。
模具钢加热温度和真空度要求关系如表3-1
表3-1 模具钢加热与真空度的关系
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加热温度/ºC |
≦900 |
1000-1100 |
1100--1300 |
|
真空度Pa |
≥0.1 |
1.30--13.3 |
13.3--666.0 |
1.加热与预热温度。真空热处理的加热温度为1000--1100ºC时，应在800ºC左右进行一次预热。加热温度高于1200ºC时，形状简单，小型的零件，在850ºC进行一次预热：较大的或形状复杂的零件，应进行两次预热。第一次500-600ºC：第二次850ºC左右。
2.保温时间。由于真空加热主要靠辐射，而低温时辐射加热较慢，故平均加热速度比油对流的炉子慢，加热时间相应要延长，一般认为真空加热时间为盐浴炉的6倍；空气炉加热时间的2倍。
设K为保温时间系数，B为工件有效厚度，T为时间裕量，则保温时间C可按下式C=KB+T.K和值见表3-2
表3-2真空淬火保温时间计算参数
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材料 |
淬火保温时间系数K/(min/mm) |
时间裕量T/min |
备注 |
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非合金工具钢 |
1.9 |
5-10 |
560预热一次 |
|
低合金工具钢 |
2.0 |
10-20 |
同上 |
|
高合金工具钢 |
0.48 |
20-40 |
560预热一次800预热一次 |
|
高速工具钢 |
0.33 |
15-25 |
560预热一次850预热一次 |
1.冷却。真空炉常用冷却气体为Н2，He,N2,Ar.如以H2的冷却时间为1，则He,N2,Ar的冷却时间分别为1.2，1.5， 1.75。空气中氢气含量大于55%时，就有爆炸危险。所以氢气虽然冷却快，但人们仍然很少采用。氢气的价格为N2气的10倍。国外最佳气体选择为60%-70%的He和30%-40%的N2。0.6MPa以上真空炉冷却气体可采用净化装置，再生利用，气体可多次循环利用（一般可达50次），可降低热处理成本。国内真空炉采用高纯氮（99.99%）较多一般用液氮装置。实践证明：0.6MPa循环气体，流速为60-80m/s时，其冷却能力已达到或超过55ºC盐浴冷却或冷却流态床。有较满意的冷却效果。常用模具钢真空热处理工艺见表3-3
表3-3常用模具钢真空热处理工艺
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钢号 |
预热 |
淬火 |
回火温度/ºC |
硬度 |
|||
|
温度/ºC |
真空度/Pa |
温度/ºC |
真空度/Pa |
冷却 |
|||
|
9sicr |
500-600 |
0.1 |
850-870 |
0.1 |
油（40ºC以上） |
170-190 |
61-63 |
|
crwmn |
500-600 |
0.1 |
820-840 |
0.1 |
油（40ºC以上） |
170-185 |
62-639 |
|
9Mn2v |
500-600 |
0.1 |
780-820 |
0.1 |
油 |
180-200 |
60-62 |
|
5CrNiMo |
500-600 |
0.1 |
840-860 |
0.1 |
油或高纯N2气 |
480-500 |
39-44 |
|
Cr6wv |
一次500-550 |
0.1 |
970-1000 |
10-1 |
油或高纯N2气 |
160-200 |
60-62 |
|
3Cr2w8v |
一次480-520 |
0.1 |
1050-1100 |
10-1 |
油或高纯N2气 |
560-580 |
42-47 |
|
4Cr5w2siv |
一次480-520 |
0.1 |
1050-1100 |
10-1 |
油或高纯N2气 |
600-650 |
38-44 |
|
7Crsimosiv1 |
500-600 |
0.1 |
990-900 |
0.1 |
油或高纯N2气 |
450 200 |
52-44 |
|
4Cr5MoSiv1 |
一次500-550 |
0.1 |
1020-1050 |
10-1 |
油或高纯N2气 |
560-620 |
45-50 |
|
Cr12 |
500-550 |
0.1 |
960-980 |
10-1 |
油或高纯N2气 |
180-240 |
60-64 |
|
Cr12mov |
一次500-550 |
0.1 |
980-1050 |
10-1 |
油或高纯N2气 |
180-240 |
60-64 |
|
W6Mo5Cr4v2 |
一次500-600 |
0.1 |
1100-1150 |
10 |
油或高纯N2气 |
200-300 |
58-62 |
|
W18Cr4v |
一次500-600 |
0.1 |
1000-1100 |
10 |
油或高纯N2气 |
180-220 |
58-62 |
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