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Cr12MoV钢凹模采用高频非接触式加热设备进行热处理,产生

来源:苏州宏创高频加热设备

        冷冲硅钢片凹模形状复杂,精度要求高。凹模材料为Cr12MoV钢。为保证冲裁刃口锋利,要求模具具有高硬度、高耐磨性,同时具有良好的强韧性能和高疲劳抗力,并且工作寿命长久。Cr12MoV钢凹模采用高频非接触式加热设备进行1030℃沾火+180℃回火常规处理。生产中发现,凹模热处理后耐磨性差,生产中需多次修磨,出现大量凹模早期断裂失效。

       断裂凹模检验分析从热处理工艺方面进行了检测、验证和分析。工件采用高频非接触式加热设备进行1030℃油淬+180℃回火热处理,回火后硬度为57.4HRC。凹模金相组织为:回火马氏体+残留奥氏体+碳化物。组织中残留奥氏体量较多,碳化物不均匀,大块碳化物不圆整,呈棱角状形貌。

       分析认为,凹模经高频非接触式加热设备低温回火后仍有残留应力,磨削中引起磨削应力,凹模修磨刃口中反复磨削使残留应力增大,当总拉应力高于工件断裂抗力时,将产生磨削裂纹。另一方面,磨削热不仅使回火马氏体发生分解,同时使残留奥氏体转变生成马氏体,因而产生相变应力(附加应力),磨削中产生的附加应力是凹模产生磨削裂纹的主要原因。磨削裂纹产生后,在交变应力作用下,裂纹扩展形成贝壳状花样疲劳裂纹扩展区,当裂纹扩展到临界尺寸后,便发生瞬间断裂,形成结晶状的最后断裂区。

       为提高硅钢片凹模寿命,防止凹模出现磨削裂纹早期断裂失效,提出Cr12MoV钢凹模工艺改进措施如下:

       (1)提高沾火加热温度,从1030℃提高至1100℃,使奥氏体溶入更多的碳和合金元素,减少沾火后块状碳化物,提高模具硬度、强度及耐磨性能。

       (2)增加深冷处理,以减少残留奥氏体含量,可显著提高凹模的强度和硬度。这是防止凹模寿命不高的主要方法。

       (3)提高回火温度,从180℃回火提高到520℃高温回火。目的使碳化物从马氏体中弥散析出产生二次硬化,使模具组织中碳化物呈颗粒状均匀分布,从而使凹模的强韧性、硬度和耐磨性明显提高,从而提高模具的工作寿命。

       采用上述改进工艺后,Cr12MoV钢硅钢片凹模平均硬度从原来的57.4HRC,提高到67.4HRC,凹模工作寿命从平均9.2万次提高到84.3万次,为原来凹模平均使用寿命的9.16倍,避免了磨削裂纹缺陷和模具早期断裂失效破坏;同时新工艺降低了生产成本,技术经济效益显著。

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