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　　 模具鋼中反常組織是什么原因引起的？

　　

　　 答：反常組織工件在奧氏體化加熱后緩慢冷卻，在冷卻組織中出現(xiàn)晶界網(wǎng)狀碳化物和包圍這個(gè)網(wǎng)狀碳化物的鐵素體組織。在熱作模具鋼3Cr2W8、H13中在鍛造之后采用停鍛時(shí)的溫度時(shí)沒(méi)有采用正確的冷卻工藝，應(yīng)該***先快冷到700℃以下，再進(jìn)行退火處理，反而是采用(Ar1～Acm溫度范圍)進(jìn)行余熱退火處理。由于鍛造溫度加熱溫度過(guò)高，高溫奧氏體化加熱充分，合金碳化物溶解完全，在緊接著的余熱退火保溫過(guò)程中，奧氏體中合金碳化物析出，析出的碳化物在晶界聚集長(zhǎng)大，形成網(wǎng)狀碳化物，并造成碳化物與晶粒之間形成貧合金、貧碳的鐵素體帶，即反常組織。碳化物形式有M2C、M23C6。

　　

　　 熱作模具鋼的碳含量3Cr2W8、H13分別在0.30%～0.40%，0.32%～0.4%，形成的碳化物細(xì)小，不容易檢查。往往容易忽略。加上市場(chǎng)價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，往往不會(huì)采用高溫正火等工序來(lái)消除，這種組織就遺傳給***終熱處理。

　　

　　 碳化物M23C6在900℃以上開(kāi)始溶解，1100℃基本溶解完全固溶于奧氏體中，M2C只能在1150～1200℃的溫度部分溶解于奧氏體中，熱處理淬火后網(wǎng)狀碳化物遺留下來(lái)，同時(shí)使淬火硬度也會(huì)降低。具有這種組織模具的使用壽命很低，一般以早期開(kāi)裂為主，開(kāi)裂形式是碎裂成多塊。

　　

　　 2. 模具鋼能否使用保護(hù)氣氛加熱進(jìn)行熱處理？

　　

　　 答：模具鋼中有高碳類、中碳類，熱處理加熱溫度有中溫和高溫。目前采用熱處理的爐型主要有中、高溫箱式電阻爐、鹽浴爐、真空爐。很少采用少無(wú)氧化的保護(hù)氣氛爐做模具鋼的熱處理。一方面是加熱元件和耐熱鋼合金的壽命短，另一方面是保護(hù)氣體的選用問(wèn)題。

　　

　　 例如：5CrMnMo等中溫加熱處理的模具采用箱式爐（或室式爐）進(jìn)行淬火加熱，為了避免氧化、脫碳，一般采用裝箱加熱，使用木炭或舊滲碳劑填充保護(hù)。這樣可能造成模具表面滲碳。滲碳除了掩蓋了模具本身的真實(shí)硬度外，主要缺陷還是***容易產(chǎn)生表面熱疲勞裂紋，異致早期脆裂或壽命降低，生產(chǎn)實(shí)踐中這種情況相當(dāng)普遍，一些鍛型模具的熱疲勞裂紋，實(shí)際就是由于滲碳而引起。

　　

　　 在實(shí)際生產(chǎn)中可以采用甲醇滴注式氣體作為保護(hù)氣體來(lái)處理中碳合金鋼模具，例如：H13、H11、3Cr2W8V、5CrMnMo、5CrNiMo等，熱處理奧氏體化加熱時(shí)間在4～6h時(shí)，脫碳層小于0.6mm。使用甲醇?xì)怏w時(shí)注意在720℃以下溫度不要通入，防止引起爐內(nèi)氣體爆炸。甲醇?xì)怏w的通入量從排除廢氣的火苗高度來(lái)判別，一般在100～200mm就可以了。過(guò)小的通入量，氣氛的還原性不夠，雖然出爐的工件不會(huì)氧化，但是會(huì)增加脫碳深度

。

　　

　　 對(duì)模具鋼進(jìn)行氮基氣氛保護(hù)淬火試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)1100℃ 以上加熱時(shí)，碳勢(shì)控制不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)碳勢(shì)急劇下降現(xiàn)象。因此氮基氣氛熱處理使用溫度應(yīng)控制在1050℃以下為宜。

　　

　　 至于高碳合金模具鋼，例如Cr12型 冷作模具鋼的保護(hù)氣氛，仍然可以選用甲醇?xì)怏w。

　　

　　 3. 模具鋼尺寸在≥200mm時(shí)，如何確定其回火時(shí)間？

　　

　　 答：大多資料推薦回火2h或沒(méi)有說(shuō)明回火時(shí)間，推薦的保溫時(shí)間在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)該做比較的的修正，資料中的數(shù)據(jù)應(yīng)該是指模具表面以及心不均到溫后的保溫時(shí)間，如果按照在儀表到溫時(shí)即開(kāi)始計(jì)算時(shí)間，對(duì)于大型模具如果保溫2h顯然是不夠的，稍大一點(diǎn)的模具就不能透燒。

　　

　　 高、中合金模具鋼在電阻爐中于520～650℃左右加熱時(shí)，單件加熱到溫的加熱時(shí)間約1min/mm，直徑或厚度為200毫米的模具，在有循環(huán)風(fēng)機(jī)或無(wú)循環(huán)風(fēng)機(jī)的情況控制儀表到溫后加熱時(shí)間需要150～200min的透燒時(shí)間，保溫120分，回火時(shí)間共需5～6h。如果考慮多件裝爐時(shí)，應(yīng)根據(jù)模具之間的間距考慮間隔系數(shù)。間隔系數(shù)只考慮在加熱時(shí)間內(nèi)，不包括保溫時(shí)間。如直徑?200mm的模具間距100mm裝爐系數(shù)按1.5min/mm，加熱時(shí)間，則應(yīng)為200min×1.5min/mm ，加上保溫2h總回火時(shí)間 8 h。對(duì)于模具厚度在100～200mm尺寸，散放多件裝爐，高溫回火時(shí)間需要在5～8h之間調(diào)整。

　　

　　 也可以參照按模具厚度或直徑以25～30mm/h的方法計(jì)算總回火時(shí)間。

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原文標(biāo)題：模具鋼中反常組織是什么原因引起[常見(jiàn)問(wèn)題解析]