用中溫、高溫鹽浴爐加熱,用低溫堿浴、硝鹽浴進行分級等溫冷卻及回火,曾是當(dāng)年模具鋼材熱處理的主要手段。
然而,由于加熱鹽浴爐存在很多缺點:所用氯化鋇原料有毒,產(chǎn)生的廢氣、廢渣污染環(huán)境,淬火作業(yè)以及脫氧撈渣時,員工在爐前承受高溫輻射,工作條件艱辛,淬油冷卻時,黑煙騰起直沖屋頂,堿浴、硝鹽浴廢渣收集和處置困難重重,這些都是熱處理車間臟、亂、差的原因之一。為此,再也不能用犧牲環(huán)境和員工健康為代價換取眼前利益,政府相關(guān)部門已嚴令逐步淘汰和禁止新建浴爐裝備。

東锜特殊鋼早已與時俱進,采用真空爐對模具進行真空熱處理。
真空爐無廢氣、煙塵,無廢水、廢渣,無環(huán)境污染,改善了勞動條件,被稱作光亮熱處理、清潔熱處理和綠色熱處理。真空爐加熱工件無氧化、無脫碳、無合金元素貧化,脫脂脫氣,真空提純,避免氫脆,能實現(xiàn)分級等溫淬火,能控制加熱與冷卻,為自動化、柔性化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
與鹽浴爐加熱相比,在快速和局部加熱方面,真空爐也有不足,因為在某些特定場合下,這種操作也是需要的。
GB/T 1299-2000所列出的全部合金工具鋼, 以及高速工具鋼、不銹鋼、軸承鋼等都適合真空高壓氣淬和油淬,常用的鋼號有Cr12MoV、D2、1.2379、K110、DC11、SLD、QC11、XW42、K340、DC53、4Cr5MoSiV1、H13、1 . 2 3 4 4 、W302、S K D61、DHA1、DAC、8402、QD61、8407、DH31、DAC55、QDN、W6Mo5Cr4V2Co5、M2、1.3343、S K D 5 1 、W6M o 5 C r 4 V 2 、Co5、M35、1.3243、MH55、3C r2NiMo、P20、1.2738、PX5、718、4Cr13、9Cr18、420、440C、17-4PH、17-7HP、GCr15、65Nb、LD、GD、HM1、HM3、Y4、Y10、GR鋼等。用這些鋼種制造的沖裁、拉深、擠壓、彎曲、搓絲、熱鍛、溫鍛、壓鑄及塑料模具零件,經(jīng)真空熱處理獲得了剛韌兼?zhèn)浞€(wěn)定可靠的組織與性能,確保提高模具使用壽命。
臥式雙室高壓氣淬和油淬真空爐,較適合模具淬火,應(yīng)把體積或壁厚相近的零件同爐加工,以設(shè)定恰當(dāng)統(tǒng)一的保溫時間,包括加熱溫度、加熱速度、保溫時間、冷卻速度等熱處理工藝參數(shù),對零件性能影響至關(guān)重要。
零件表面和心部的溫度差,加熱與冷卻的不均勻是造成淬火變形和開裂的主要原因。淬火加熱和隨后的保溫是為了合金元素充分溶解和奧氏體均勻化。
應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)資料給出的數(shù)據(jù)來設(shè)定淬火加熱溫度,要求二次硬化和回火穩(wěn)定性高的場合取上限,防止變形和開裂的場合取下限,保溫時間指全爐更厚零件心部到達淬火溫度后的停留時間,其與電爐功率、裝爐量、裝爐方式和零件大小等因素相關(guān)。
用H=30+厚度/50×10min進行估算保溫時間H 是可行的。淬火加熱溫度超過1000℃時,一般要經(jīng)過兩次預(yù)熱:次580℃,第二次850℃。次預(yù)熱保溫時間是淬火保溫時間H的2倍,第二次預(yù)熱保溫時間約為H/3。
加熱時, 真空度過高會造成材料中合金元素揮發(fā), 常用物理量P a( 帕斯卡) 、b a r(巴1bar=105Pa)和Torr(托,1Torr=133.322Pa)來標注真空度,三者之間有一定的換算關(guān)系。預(yù)熱階段采用較低的真空度,加熱和保溫階段真空度較高,一般在10-1bar、10-2bar和10-3bar之間選擇。高壓氣淬的冷卻速度與熱交換器冷卻水流量;氣體種類、溫度和流速;氣體壓力、氣流形式和分布;工件大小和裝爐量相關(guān)。有研究表明:10bar低溫氮氣的冷速比6bar提高30%~40%,20bar比6bar提高80%以上。
油淬時應(yīng)選擇質(zhì)量好的真空淬火油,并通過工藝改進防止工件冷卻時增碳。
回火的目的是消除應(yīng)力和獲得要求的組織與性能。模具回火常在預(yù)抽真空后再回充氮氣保護的井式爐中進行。
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