2022-07-27

热作模具钢的淬火工艺

钢的淬火将工件奥氏体化以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。淬火加热可以采用电（电阻和感应）加热炉、盐浴炉或火焰炉，在空气气氛、保护气氛和真空气氛中加热。淬火介质有水、盐类水溶液、碱类水溶液、有机化合物溶液、油、空气、保护气氛或热溶介质等。

1. 淬火加热

（1）淬火加热保护：淬火加热温度高，时间长（尤其是大型模具），会导致模膛表面氧化、脱碳，从而降低耐磨性和抗疲劳性能，使模具寿命大大降低，因此，应重视淬火加热的防氧化、脱碳措施。在各种防氧化脱碳的措施中，采用保护气氛炉和真空炉进行淬火加热的效果最好，但成本较高。其他防护措施有涂料法、填埋法、和装箱法。①涂料法是在模膛表面涂一层防氧化涂料，一般用于小型模具；②填埋法是在炉盘地点一层厚30mm~50mm的渗碳剂、木炭、铸铁屑或中性介质等，锻模模膛朝下，上面放一层干砂，四周用铸铁屑填埋；③装箱法与填埋法基本相同，即在底盆上罩上一个罩子，将模具全部保护起来。 

2. 淬火冷却

淬火冷却方法主要有预冷、油冷淬火、分分级淬火冷却、等温淬火和提出燕尾淬火冷却等。①预冷：为减小锻模淬火变形，模具在淬火前应进行预冷，特别是合金元素含量较高的模具材料。部分热作模具淬火前的预冷温度和介质，5CrNiMo钢常用尺寸锻模的淬火预冷时间和油冷时间。 

(2)淬火介质及冷却方式：热作模具钢的淬火介质和冷却方式。油介质主要采用10号、20号机油或其他物理性能接近的冷却油。为保证冷却效果，冷却槽中应装有循环冷却系统及机械搅拌器。也可用空气搅拌，但 会加速冷却介质老化。

通常在650℃~550℃的范围内需要快速冷却，而400℃以下不需要快速冷却，特别是在300℃~200℃以下发生马氏体转变(钢发生体积变化)时，尤其不应快速冷却，否则会造成很大的变形或开裂。因此，当锻模在冷却介质中冷却134到200℃左右时应当移出淬火槽，并在空气中继续冷却，以完成马氏体转变。

分级和等温淬火在盐浴炉中进行，主要用于小型复杂、精密模具，可以减少淬火应力和模具变形。