搜索石墨模具熱處理中存在的缺陷及預防【轉發】
2017-10-27 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
1.石墨模具表面有軟點
石墨模具熱處理后表面有軟點,將影響石墨模具的耐磨性、減少石墨模具的使用壽命。
(1)產生原因
1)石墨模具在熱處理前,表面有氧化皮、銹斑及局部脫碳。
2)石墨模具淬火加熱后,冷卻淬火介質選擇不當,淬火介質中雜質過多或老化。
(2)預防措施
1)石墨模具熱處理前,應去除氧化皮、銹斑,在淬火加熱時,適當保護石墨模具表面,應盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護氣氛爐中加熱。
2)石墨模具淬火加熱后冷卻時,應選擇合適的冷卻介質,對長期使用的冷卻介質要經常進行過濾,或定期更換。
2.石墨模具熱處理前組織不佳
石墨模具最終球化組織粗大不均、球化不完善,組織有網狀、帶狀和鏈狀碳化物,這將使石墨模具在淬火后易產生裂紋,造成石墨模具報廢。
(1)產生原因
1)石墨模具鋼材料原始組織存在嚴重碳化物偏析。
2)鍛造工藝不佳,如鍛造加熱溫度過高、變形量小、停鍛溫度高、鍛后冷卻速度緩慢等,使鍛造組織粗大,并有網狀、帶狀及鏈狀碳化物存在,使球化退火時難以消除。
3)球化退火工藝不佳,如退火溫度過高或過低、等溫退火時間短等,可造成球化退火組織不均或球化不良。
(2)預防措施
1)一般應根據石墨模具的工作條件、生產批量及材料本身的強韌化性能,盡量選擇品質好的石墨模具鋼材料。
2)改進鍛造工藝或采用正火預備熱處理,來消除原材料中網狀和鏈狀碳化物及碳化物的不均勻性。
3)對無法進行鍛造的、碳化物偏析嚴重的高碳石墨模具鋼,可進行固溶細化熱處理。
4)對鍛造后的模坯,制定正確的球化退火工藝規范,可采用調質熱處理和快速勻細球化退火工。
5)合理裝爐,保證爐內模坯溫度的均勻性。
3.石墨模具產生淬火裂紋
石墨模具在淬火后產生裂紋,是石墨模具熱處理過程中的最大缺陷,將使加工好的石墨模具報廢,使生產和經濟造成很大損失。
(1)產生的原因
1)石墨模具材料存在嚴重的網狀碳化物偏析。
2)石墨模具中存在有機械加工或冷塑變形應力。
3)石墨模具熱處理操作不當(加熱或冷卻過快、淬火冷卻介質選擇不當、冷卻溫度過低、冷卻時間過長等)。
4)石墨模具形狀復雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等,使熱應力和組織應力過大。
5)石墨模具淬火加熱溫度過高,產生過熱或過燒。
6)石墨模具淬火后回火不及時,或回火保溫時間不足。
7)石墨模具返修淬火加熱時,未經中間退火而再次加熱淬火。
8)石墨模具熱處理的,磨削工藝不當。
9)石墨模具熱處理后電火花加工時,硬化層中存在有高的拉伸應力和顯微裂紋。
(2)預防措施
1)嚴格控制石墨模具原材料的內在質量。
2)改進鍛造和球化退火工藝,消除網狀、帶狀、鏈狀碳化物,改善球化組織的均勻性。
3)在機械加工后或冷塑變形后的石墨模具,應進行去應力退火(>600℃)后,再進行加熱淬火。
4)對形狀復雜的石墨模具,應采用石棉堵塞螺紋孔,包扎危險截面和薄壁處,并采用分級淬火或等溫淬火。
5)返修或翻新石墨模具時,需進行退火或高溫回火。
6)石墨模具在淬火加熱時,應采取預熱;冷卻時采取預冷措施,并選擇合適淬火介質。
7)應嚴格控制淬火加熱溫度和時間,防止石墨模具過熱和過燒。
8)石墨模具淬火后應及時回火,保溫時間要充分,高合金復雜石墨模具應回火2-3次。
9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。
10)改進石墨模具電火花加工工藝,并進行去應力回火。
4.石墨模具淬火后組織粗大
石墨模具淬火后組織粗大,將嚴重影響石墨模具的力學性能,使用時將會使石墨模具產生斷裂,嚴重影響石墨模具的使用壽命。
(1)產生的原因
1)石墨模具鋼材混淆,實際鋼材淬火溫度遠低于要求石墨模具材料的淬火溫度(如把GCr15鋼當成3Cr2W8V鋼)。
2)石墨模具鋼淬火前,未進行正確的球化處理工藝,球化組織不良。
3)石墨模具淬火加熱溫度過高或保溫時間過長。
4)石墨模具在爐中放置位置不當,在靠近電極或加熱元件區易產生過熱。
5)對截面變化較大的石墨模具,淬火加熱工藝參數選擇不當,在薄截面和尖角處產生過熱。
(2)預防措施
1)鋼材入庫前,應嚴格進行檢驗,嚴防鋼材混淆亂放。
2)石墨模具淬火前,應進行正確的鍛造和球化退火,以確保良好的球化組織。
3)正確制定石墨模具淬火加熱工藝規范,嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。
4)定期檢測和校正測溫儀表,保證儀表正常工作。
5)石墨模具在爐中加熱時,應與電極或加熱元件保持適當的距離。
(來源:模具人雜志,2017-08-26,由華南理工大學研究生林梓威供稿)
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