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热加工热处理小型碳钢模具热处理工艺的改进南钢集团冶山矿业公司模具在热处理过程中产生变形和开裂是影响生产的一个重要问题"通过十几年的生产实践我们初步掌握了小型碳钢模具的一些热处理变形规律及控制措施基本上避免了热处理后严重变形和开裂的现象"，一碳钢模具的热处理变形经实际观察模具在热处理后的变形有以下现象$模具壁厚在133以下淬火后型腔尺寸一般是胀大%模具壁厚在133以上$33以下淬火后型腔尺寸一般是缩小。"型腔尺寸与壁厚之比对变形有很大影响型腔尺寸小于壁厚尺寸时淬火后型腔缩小%型腔尺寸大于壁厚尺寸时如果外形是圆形一般是胀大若外形和型腔均为长方形淬火后形腔尺寸缩小"若模具内孔在133以下淬火后内孔胀大%若在133以上则淬火后内孔缩小。"此外型腔的变形情况与型腔的形状有关一般型腔长尺寸方向是胀大短尺寸方向是缩小"二碳钢模具热处理工艺的改进模具热处理变形和开裂与模具制造过程有着密切的关系特别是规范及操作的影响。尤为重要"过去一般模具制造工艺过程如图所示"根据热处理的基本原理及生产实践我们改进了模具热处理工艺如图所示"般模具制造热处理工艺过程图碳钢模具改进后的热处理工艺过程"预备热处理碳钢模具坯料退火和机械加工成形之后常带有一定的机械加工应力其金相组织为片状珠光体一般采用调质热处理为最后热处理做准备。

"在实际生产中我们采用定型处理代替调质处理同样可以消除机械加工时的应力并使退火后的片状珠光体部分球化并且定型处理与调质处理对最后处理的变形影响相近"如外形尺寸2$3341$33433的模具。分别采用调质及定型处理之后进行同样的淬火工艺其型腔尺寸的变化如表所示不同预备热处理对变形的影响型腔尺寸调质处理后定型处理后淬火前淬火后变化淬火前淬火后变化淬火在水中冷却后油冷实践证明小型模具用定型处理取代调质处理是完全可行的在保证同样的变形量的情况下简化了预备热处理工序"定型处理是在退火并经粗精加工之后进行对型腔简单或比较复杂的小型模具均可采用".定型处理是在缓慢加热及冷却条件下完成有足够长的保温时间可以消除机械加工应力且不至于产生像调质处理中可能发生的变形和应力" "最后热处理’淬火冷却工艺模具在淬火过程中影响变形和开裂的主要原因是冷却。

因此必须控制冷却速度及冷却时间"模具淬火多采用水淬油冷水溶液及号锭子油为冷却介质"由水到油的淬火操作是很难掌握的稍有出入就会导致模具开裂或达不到硬度要求所以应根据零件有效厚度控制在水中的冷却时模具在水中冷却时间对淬火效果的影响盐水中冷却时间淬硬层表面硬度此外在盐水中的冷却时间对模具的变形有很大影响带中心孔的钢模具在淬入盐水中不同时间后在油中冷却后取出空冷至室温其变形情况见表在盐水中的冷却时间按冷却计算时变形量最小冷却时间过长或过短均导致较大变形表’模具在盐水中冷却时间对变形量的影响在盐水中的冷却时间模具内孔直淬火前淬火后变化量"配模淬火冷却及回火为了控制形状复杂要求严格的模具变形可以在淬火油冷过程中将凸模压入凹模之内进行配模冷却如厚33的模具在水中冷却n后转入油中冷却n即将凸凹模配合在一起再放入油中继续冷却配模冷却出油后在内及时进行回火回火保温时间5f回火时间太短不能完全消除应力组织也不稳定。

并且取出凸模后凹模还会变形回火后必须空冷到室温才能取出凸模一些要求硬度较低的凸模回火温度较高型腔尺寸可能要胀大配模冷却及回火不仅可以避免碳钢小型模具的变形和开裂复杂的模具可控制变形量在范围内三%结语"小型碳素工具钢模具采用定型处理作为预备的热处理可简化加工工序缩短生产周期"根据模具厚度控制在水中淬火冷却的时间对于厚度小于的模具按每-533在盐水中冷却n计算能够保证得到满意的淬硬层深度及表面硬度"采用配模淬火时油冷及回火方法能控制变形量在范围以内对于型腔形状复杂及简单的模具都容易掌握经过试加工表明对机加工切削性能和最终淬火变形量无影响在中频感应加热炉上增加温度闭环控制和温度自动检测分选装置保证加热温度范围将锻件的镦粗冲孔工序放在同一台热模锻压力机上完成锻后温度在网带式退火炉前加上了输送带和均料装置使锻件快速均匀地进入退火炉入炉温度从而保证了退火质效果退火效果如下表所示指标工艺质量能耗成本元物流普通等温退火金相组织级硬度；平均耗电工序多搬运次数多影响生产续。

"指标工艺质量能耗成本元物流余热退火金相组织级硬度平均耗电生产便注意事项采用余热退火工艺必须保证锻件入炉温度否则锻件硬度会偏高达不到质量要求尤其是对薄壁锻件应尽可能缩短入炉前的时间要保证足够的保温时间一般可按照有效厚度来计算保温时间锻造工序应尽可能连续工作否则余热退火炉保温空转耗能将造成浪费"结语实际应用表明在相关条件和规程管理下锻件余热退火工艺是可行的不但可以控制退火质量稳定而且显著提高经济效益值得广泛推广。