對5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8、3Cr2W8V等熱鍛模具鋼施行碳氮共滲,使其表面形成細(xì)小密集碳氮化合物后,再進(jìn)行淬火和回火,可顯著提高其硬度和耐磨性,延長其使用壽命。
熱鍛模的表面工作溫度400~600℃,為保證模具的抗熱疲勞性能,降低滲層脆性,其滲層深度一般不應(yīng)超過1mm,以0.5~0.8mm為宜。圖1和圖 2所示為5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8、3Cr2W8V鋼碳氮共滲、淬火回火工藝。圖中A點表示此時將模具提出油面,模具表面油煙不自燃為準(zhǔn)。以下列舉2例。例1:某廠3Cr2W8V鋼熱鍛模在石墨流動粒子爐內(nèi)加熱至1150℃,保溫0.5h,表面約有0.5mm的滲碳層,經(jīng)淬火回火后,表面硬度為49~52HRC,心部硬度為38~40HRC,使用壽命比原來采用中性鹽浴爐加熱淬火者提高兩倍多。對3Cr2W8或3Cr2W8V鋼模具,也可以在高溫鹽浴爐內(nèi)滲碳,或者在滲碳或碳氮共滲后再進(jìn)行高溫加熱,同樣可以獲得良好的效果。例2.某廠5CrMnMo鋼連桿模,在900℃進(jìn)行氣體滲碳 3h,降至820℃保溫0.5h,油淬冷至圖1中A點時,立即放入150℃的熱油中,保溫0.5h,隨即在460℃回火3h后空冷,兩次回火后的表面硬度為49~51HRC,心部硬度為44HRC左右,滲碳深度約0.8mm。摩擦壓力機(jī)用模具,壽命達(dá)5000~6000件,比中性介質(zhì)中加熱淬火的模具壽命提高近兩倍。在最終熱處理以前,應(yīng)注意以下問題:①熱鍛模毛坯鍛造時,要嚴(yán)格控制始、終鍛造溫度和鍛造比,并反復(fù)拉伸鐓粗3次以上,保證鍛模毛坯有良好的顯微組織。②鍛坯應(yīng)采用球化退火,以便于冷加工,也為最后熱處理作好組織準(zhǔn)備。③熱鍛模在使用前,預(yù)熱溫度一般以300~400℃為宜。鍛坯一定要燒透。在鍛造中要注意模具的冷卻,嚴(yán)禁型腔在過高溫度下鍛打。為了使鍛件容易脫模,在放鍛坯前,在模具上先吹撒一些鋸木屑。
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