【模具钢冷处理工艺】

  什么是模具钢冷处理?

  模具钢的冷处理亦称冰冷处理,零下处理,深冷处理。是模具钢淬火冷却到室温后继续冷却到模具钢的马氏体转变开始点Ms以下某一温度,一般为-60~-196*C,使在室温未完成转变的奥氏体转变成马氏体。

  冷处理的目的

  一是使模具零件具有精度保持性(尺寸稳定性),防止在室温因残留奥氏体转变而发生尺寸变化;

  二是促使未转变的奥氏体更多的转变成马氏体,进一步提高硬度,从而提高零件的耐磨性和使用寿命。

  冷处理应用

  模具钢冷处理主要用于冷作模具的精密零件。

  冷处理温度

  模具钢冷处理工艺依据模具零件所采用的模具钢种而定,一般取-60~-80*C已足够,过度地降温也不能使奥氏体全部转变,反而增加模具钢成本和开裂的可能性,特殊情况,可冷却到更低温度,如-196*C左右。

  冷处理冷却介质

  常用的有在工业冰箱中或特制的冷处理专用设备中空气介质冷却;也有在干冰(固体CO2)加入酒精的溶液中冷却(此法只能冷却到-60*C左右)且不易控温,能耗大;也有在液氮中(-196*C左右)冷却,此时为强调深冷,区别于一般的冷处理,亦称深冷处理。对于某些高烙钢的冷冲模零件,效果尤显。

  冷处理注意事项

  1.模具钢冷处理时钢中残留奥氏体向马氏体转变主要发生在冷却过程中,中间停留会使奥氏体稳定化而影响马氏体转变的彻底完成。

  2.达到预定的冷处理温度,视零件尺寸大小和装炉情况,估计内外均温后即可,不需要特定延长保温时间。

  3.冷处理应在淬火后立即进行(既连续进行),但为了节约能源消耗,一般先用冷水冲洗,逐渐降温后在放入冷处理设备中或介质中。

  4.降温宜缓慢,冷速过快,易造成开裂。

  5.冷处理完成后,取出工件在空气自然缓慢地升到室温,然后再进行回火。也有为防止开裂。淬火后先行低温(小于200*C)回火在冷处理的工艺,但冷处理效果就不太好了。

  >>>拓展阅读:如何预防模具钢冷处理裂纹呢?主要有以下2种措施。

  预防措施

  (1)淬火后冷处理之前将模具置于沸水中煮30—60min,可消除15%-25%淬火内应力并使残余奥氏体稳定化,再进行-60℃常规冷处理,或进行-120℃深冷处理,温度愈低,残余奥氏体转变成马氏体量愈多,但不可能全部转变完,实验表明,约有2%-5%残余奥氏体保留下来,按需要保留少量残余奥氏体可松驰应力,起缓冲作用,因残余奥氏体又软又韧,能部分吸收马氏体化急剧膨胀能量,缓和相变应力;

  (2)冷处理完毕后取出模具投入热水中升温,可消除40%-60%冷处理应力,升温至室温后应及时回火,冷处理应力进一步消除,避免冷处理裂纹形成,获得稳定组织性能,确保模具产品存放和使用中不发生畸变。