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高精度的3Cr2W8V钢压铸模的淬火与回火工艺


铝合金压铸模是一类高精度的热作模具,其技术要求严格,硬度一般在42~47HRC,中心距和孔距的变形应控制在很小的程度,因此围绕着该问题,如何进行正确的热处理是编制热处理工艺应重点思考的问题。3Cr2W8V钢在铬和钨的共同作用下,共析点左移,从金相组组织上看,已经属于过共析钢了,具有高的淬透性,由于其含碳量较低,其韧性和导热性较好。

根据以上分析,为了减少热处理变形,应采用分级淬火的热处理工艺,同时应采取一些必要的防范和辅助措施,以确保硬度和变形量符合技术要求等,热处理过程中应进行如下操作。

⒈对模具进行充分的预热,以确保模具内外温度的一致性,减少热应力的作用。采取两次预热,第一次预热一般在箱式炉中进行,加热温度为400~450℃,保温时间按1.5~2min/mm计算;第二次预热在中温盐炉中进行,加热温度为830~860℃,时间按0.3~0.4min/mm计算。需要注意盐浴的脱氧,应避免和防止模具型腔表面出现氧化脱碳现象。

⒉进行淬火加热,由于其服役的工作温度在300~600℃范围,要求具有高的红硬性和热稳定性,因此应在较高的淬火温度下加热,以确保碳化物充分的溶解。预热后在1050~1075℃的盐浴炉中进行加热,其加热系数按0.3~0.4min/mm计算即可。模具应吊挂加热,型腔口垂直向上,盐浴的脱氧应彻底。

⒊淬火冷却是十分关键的工序,它对模具的技术要求等有重要的影响,由于3Cr2W8V钢具有高的淬透性,因此为减少淬火变形,应采用出炉后预冷的措施,当表面温度降到830~850℃(其Ac1点为825℃)时,再淬入560~580℃的盐浴中进行分级冷却,其时间同加热时间相同即可,可确保模具整个截面温度的均匀一致,随后转入200~220 ℃的硝盐浴中冷却120min,然后空冷获得马氏体+较多的残余奥氏体,由于残余奥氏体的比容小,故淬火后的变形较小。

⒋为了满足服役温度的需要,选用三次高温回火工艺,工艺温度为560~580℃,其保温时间分别为3h、2h、1.5h,每次回火后可选择空冷或油冷。需要注意,如果采用油冷则应增加一次低温去应力回火工艺(200~220℃×2h),目的是消除油冷产生的内应力。