熱擠壓模的預(yù)先熱處理方法(熱鍛模具用什么材料,熱鍛模具的熱處理方法)
1.熱鍛模具用什么材料,熱鍛模具的熱處理方法
熱鍛模具最常用的鋼材是3Cr2W8V，現(xiàn)在有許多新的熱鍛模具鋼材比其還好。比如：
225Cr4W5Mo2V
5Cr4W5Mo2V(RM-2)鋼，ωc為5%，合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%，碳化物較多，以Fe3W3C為主，比3Cr2W8V鋼具有更高的熱強(qiáng)性、耐磨性及熱穩(wěn)定性。在硬度為40HRC時(shí)熱穩(wěn)定性可達(dá)700℃，但是它的碳化物分布不均勻，韌性較差?？捎米骶懩?、熱擠壓模等。
5Cr4Mo3SiMnVAl
5Cr4Mo3SiMnVAl(O12Al)鋼是冷、熱作兼用模具鋼。該鋼有較高的熱硬性，熱穩(wěn)定性高于3Cr2W8V鋼，熱疲勞性也比3Cr2W8V鋼優(yōu)越得多。
6Cr4Mo3Ni2WV
6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)鋼是在高速鋼的基體鋼6W6Mo5Cr4V低碳M2鋼）的基礎(chǔ)上做適當(dāng)改進(jìn)，增加Ni量，降低W、Mo量研制而成的冷、熱兼用基體鋼。其室溫及高溫強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性均高于3Cr2W8V鋼，但高溫沖擊韌度低于3Cr2W8V鋼。
4Cr3Mo3W4VNb
4Cr3Mo3W4VNb(GR)鋼屬于鎢鉬系熱作模具鋼，少量Nb的加入提高鋼的回火抗力及熱強(qiáng)性。它比3Cr2W8V鋼有更高的屈服強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性、冷熱疲勞抗力及高溫抗壓強(qiáng)度，但是韌性較差。用作熱鐓、精鍛模具。
3Cr2W8V鋼鋁合金壓鑄模，按常規(guī)熱處理工藝為1050~1100℃加熱，在70~80℃油中淬火冷卻，由于熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用，畸變量往往過大，會(huì)增加打磨、鉗修的工作量。
為控制模具淬火畸變，首先在預(yù)備熱處理上做到：
1）鍛后正火+高溫回火。正火：880℃±10℃保溫（保溫時(shí)間以2min/mm計(jì)算）后空冷。高溫回火：730℃±10℃保溫（保溫時(shí)間以4min/mm計(jì)算）后空冷，硬度200~230HB。
2）粗加工后調(diào)質(zhì)處理。1100~1150℃加熱（透燒后保溫0.5~1h）后油冷，再在700~720℃保溫（透燒后保溫2h）后空冷，獲均勻的索氏體組織，同時(shí)消除粗加工后的機(jī)加工應(yīng)力。
3）精加工后的時(shí)效（去應(yīng)力退火）。300~400℃，8~12h時(shí)效。
其次在淬火、回火上：
1）分段預(yù)熱，減小淬火加熱時(shí)的熱應(yīng)力，預(yù)熱溫度600~650℃及850~900℃。
2）選用較低的淬火加熱溫度1000~1020℃。
3）選用預(yù)冷分級熱油淬火。空氣預(yù)冷溫度至850℃左右；分級冷卻溫度460~500℃；熱油（130~140℃）淬火、空冷；再用100℃沸水清洗工件。
4）采用600~620℃二次回火，穩(wěn)定組織。
2.熱鍛模具鋼的熱處理
H13鋼具有良好的熱強(qiáng)性、紅硬性、較高的韌性和抗熱疲勞性能及抗熱裂能力，是一種強(qiáng)韌兼具的空冷硬化型熱作模具鋼，目前該鋼種已成為國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的熱作模具鋼種之一。
由于H13鋼中合金元素含量達(dá)到8%左右，使共析點(diǎn)左移，H13鋼屬于過共析鋼，碳及合金元素的嚴(yán)重偏析，特別是鉻、釩元素的作用，使得該鋼在凝固過程中出現(xiàn)不平衡的亞穩(wěn)定共晶碳化物。目前很多國內(nèi)生產(chǎn)的H13鋼退火態(tài)心部組織存在粗大的共晶碳化物和成分偏析，二次碳化物聚集在晶界處，并且在局部連成鏈狀碳化物，而共晶碳化物和二次碳化物在晶界聚集強(qiáng)烈影響模塊的沖擊性能。
因此，有必要對H13鋼的退火熱處理工藝開展研究，以改善退火組織，進(jìn)而提高其后續(xù)使用性能。 對H13模具鋼的鍛后熱處理研究結(jié)果表明：經(jīng)常規(guī)球化退火處理后，H13鋼組織粗大，顯微偏析嚴(yán)重，球化不完全，大部分碳化物呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
經(jīng)高溫正火+球化退火后，H13鋼組織細(xì)化，合金元素偏析得到改善，碳化物球化率提高，碳化物更加均勻地分布在鐵素體基體上。偏析和球化效果和正火溫度有關(guān)，1020℃正火時(shí)，H13鋼球化組織更加均勻彌散，球化效果良好，球化率可達(dá)95%以上，偏析基本消除?。
3.用來擠壓的工件怎么熱處理
熱擠壓用于機(jī)器零件和型材的擠壓成型，主要有沖頭、凹模及其他輔助部分組成，其工作條件決定于擠壓設(shè)備的類型、被擠壓材料的性質(zhì)、加熱溫度及擠壓工藝等因素。
(1)熱擠壓的工作溫度
熱擠壓模具在擠壓銅合金、鈦合金時(shí)，工作溫度可達(dá)600~800℃，甚至更高。
(2)熱擠壓工作時(shí)的冷卻條件
在工作過程中，熱擠壓模具都被強(qiáng)制冷卻，以免模具的溫升過高。
(3)熱擠壓的受力條件
熱擠壓沖頭在工作時(shí)要受到大的壓力、彎矩及循環(huán)熱應(yīng)力的作用。凹模的模腔受大的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用，易生脆裂，還要受到摩擦和熱疲勞的作用。
4.模具材料的選用及熱處理方法
如果模具型腔復(fù)雜，尺寸較大建議用合金工具鋼，鋼牌號(hào)：2萬次用CrWMn 熱處理變形相對較小，材料比較常見，
成本低。
10萬次用5CrMnMo、5CrNiMo 熱處理變形和
耐熱性更好，良好的耐磨性
熱處理：粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度達(dá)到HB250~280，然后精加工成形，淬火達(dá)到HRC62，再打磨拋光成形。
如果你的模具尺寸不大，型腔結(jié)構(gòu)簡單，且合模壓力比較小的話，完全可以用40Cr,2萬次，熱處理是淬火+回火。淬火溫度850~860，回火溫度500,10萬次，則淬火+回火+表面高頻淬火（HRC58~HRC62）
（沈陽經(jīng)緯工業(yè)設(shè)計(jì)有限公司）
