真空炉热处理工艺中模具的真空淬火
真空热处理是将零件模具置于真空热处理设备中进行加热、保温和冷却的工艺过程。是当前优良的模具热处理技术之一。随着模具的质量要求越来越高,一般的热处理很难满足技术要求。经真空热处理后,模具表面不会氧化、脱碳。淬火后的变形也会减少,表面硬度均匀,性能得到提高。改进后,模具的使用寿命普遍提高,一般提高30%以上。另外,真空热处理还可减少加工余量(磨削或抛光)1/3~1/2,从而提高生产效率,降低模具制造成本。真空热处理特别适用于要求尺寸和性能稳定的高精度模具。模具真空热处理技术包括:真空淬火、真空渗碳、真空渗氮、真空退磁等。
(1)预热
低合金钢(40Cr、60Si2Mn等)、中合金钢(CrWMn、9CrSi、5CrNiMo等)可选择两级加热(如650℃预热→850℃淬火加热);高合金钢(H13、Cr12MoV等)可选择三级加热(如650℃预热→850℃预热→1030℃淬火加热)。
(2)加热保温时间的选择
保温时间既要确保一定量的碳化物充分溶解,提高奥氏体中的合金含量,为二次硬化峰温度回火时有较明显的硬度回升提供保证,又不能产生过热而影响模具质量。
(3)冷却方式
模具钢的真空淬火可采用油淬、气淬、水淬、硝盐淬火等。合金模具均可以实施真空油淬,从而获得光亮的表面及合理的性能。与气冷淬火相比,因油冷速度快而容易获得高的韧性和强度。气冷淬火可获得更小的淬火畸变。真空淬火冷却方式应根据模具的形状、材质、尺寸、技术要求等来选择。
(4)真空回火
采用真空炉回火的优点:控温准确、均匀;能确保加热及保温阶段无氧化;可随炉缓冷,也可充气快冷。冷却过程可充入高纯度N2或高纯度N2与其他还原性气体的混合气(如H2),确保冷却时不氧化、不着色。
回火加热速度为0.8min/mm,心部到温后至少可以保持2小时。回火温度视硬度要求定。头两次回火为强制性,di三次回火视技术要求和硬度而定,也可以省去。