Cr12MoV、SKD11、D2、DC53、SKD61及高速鋼等一類模具鋼材當模具要求較高硬度時,均具有回火二次硬化的現(xiàn)象,所以,回火是模具鋼淬火后不可缺少的后續(xù)工序。模具鋼材回火溫度的選取完全依據(jù)模具零件要求和力學性能而定?;鼗鹨詼囟雀叩筒煌譃橐话阌械蜏鼗鼗?、中溫回火和高溫回火三種工藝方法可以選擇:
1.模具鋼低溫回火。一般為250℃以下。其目的是在盡可能保留高硬度條件下,低溫回火的組織轉變是淬火馬氏體轉變?yōu)榛鼗瘃R氏體,消除和降低模具鋼淬火應力,淬火的組織應力得到部分緩解,其特點是可以保持淬火的高硬度;優(yōu)點:回火后模具的色澤好,能保持真空淬火的白色(180℃以下),或轉變成淡黃色(200~250℃);缺點:.內應力消除不完全,模具的脆性較大,比較適用于壓應力工作狀態(tài)的模具(如沖頭、模芯等),一般需線切割或火花加工的模具不適用低溫回火;保留較多的殘余奧氏體,模具的尺寸穩(wěn)定性稍差;回火時間長,交貨較慢;要求高耐磨的冷作模具零件采用。
2.模具鋼中溫回火。一般為300~500℃,使淬火鋼既有一定的強度和彈性又有足夠的韌性和塑性,受沖擊的模具零件采用。
3.模具鋼高溫回火。一般為500~650℃之間或更高些。高溫回火的組織轉變?yōu)闅堄鄪W氏體轉變成馬氏體,同時回火馬氏體中析出細密碳化物,使材料發(fā)生二次硬化,達到高硬度的要求,此時模具的殘余應力較小;目的是調整模具鋼的強韌性(既綜合力學性能)使達到最佳的配合。作為模具鋼預先熱處理時,也為后續(xù)工序的表面淬火,滲氮等作組織準備,改善可加工性。此外。對某些高合金鋼可獲得二次硬化效果,提高硬度,耐磨性和尺寸穩(wěn)定性,消除殘留奧氏體。熱作和塑料模具零件采用,目的是提高在模具工作溫度下的韌性和耐磨性。
優(yōu)點:組織轉變較充分,內應力較小,所以一般大型的模板和需要線切割或電加工的模具都采用高溫回火;尺寸穩(wěn)定性及耐磨性均優(yōu)于低溫回火;回火時間較短;缺點:色澤較差,不能保持真空淬火的本色,高溫回火后一般為暗棕色或深藍色,某些合金含量較低的材料還會出現(xiàn)薄薄的氧化皮層,因此高溫回火不適用于已精加工的鏡面模;
模具鋼回火保溫時間,原則是保溫時間要充分,保溫不足往往造成不良后果,有時需要兩次或多次回火,在保溫時間上寧長勿短。尤其是所謂的快速回火,單純?yōu)榭s短時間而損害質量,是不可取的。通常規(guī)定最短不得少于1h。像余熱回火(自回火),局部回火是不得已而為之,不可取。高速鋼或高合金模具鋼有二次硬化效應,必須反復回火2~4次。緩慢冷卻效果更好,因為細微的二次碳化物在此過程中析出。
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