2012冷冲压模具选材及热处理工艺方案设计

由天下分享时间：2024/9/8 9:00:53 加入收藏我要投稿点赞

3.1 原始组织

9SiCr 钢试样的市场供应状态为热轧状态，就相当于9SiCr钢的退火处理。将该试样在砂轮机和砂纸上进行打磨，根据砂纸粒度的不同从粗到细依次打磨，打磨的时候用力要均匀，换砂纸的标准是试样上的划痕全为一个方向，试样在砂纸上打磨好后，在抛光机上抛光，抛光完成后用4%的硝酸酒精溶液腐蚀，观察组织。所得到的室温金相组织形貌图如图2-1所示。

图2-1 退火态9sicr金相组织图

试样:9sicr钢 ;状态:退火状态;放大倍数:500倍;腐蚀剂:4%硝酸酒精; 组织:粒状珠光体+渗碳体; 硬度:229HBS;

3.2 9SiCr钢的等温淬火

钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Accm(过共析钢)以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度

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的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)+残余奥氏体+剩余碳化物，转变的热处理工艺。

钢的淬火是热处理工艺中最重要的也是最普遍的工序。淬火可以大幅度提高钢的强度与硬度，淬火后为了消除淬火钢的残余内应力，得到不同强度、硬度与韧度的配合，需要配以不同温度的回火，所以淬火和回火是不可分割的、紧密联系的两种热处理工艺。

下面主要讨论钢的淬火情况:

淬火温度:9SiCr钢为过共析钢，淬火温度应该为Accm+(50,100?)，最终取加热温度为870?。

淬火加热时间:根据淬火加热时间经验公式可得τ=α*κ*D(单位为分钟)。 α为加热系数，试样为碳钢，在800,1000?箱式炉中加热，直径小于50mm，所以α取1.0,1.2。κ为装炉量修正系数，根据装炉量κ取1.0。D为工件的有效厚度，圆柱体试样的有效厚度取工件直径，所以D取8mm。

综上所述τ=α*κ*D=1.2*1.0*8=9.6分钟?10分钟。

淬火介质:冷却是淬火的关键工序，它关系到淬火质量的好坏，同时冷却也是淬火当中最容易出问题的的一道工序。淬火技术的高低，主要以冷却操作的优劣来体现。

一般的淬火都需要快速冷却。快速冷却是为了防止过冷奥氏体在Ms点以上发生任何分解。根据连续冷却C曲线可知，过冷奥氏体在大约650,400?之间分解最快，因此，只需要在这一温度区间内快冷，而在这以上和以下的温度区间内，并不要求快冷。在Ms点以下反而希望冷却缓慢些，以防止淬火变形和开裂。所以，钢在淬火时，最理想的冷却方式，就是对冷却介质的要求。

根据淬火介质的冷却特性，可分为两大类:第一类、各种水质淬火剂和油质淬火剂;冷却曲线是先慢后快又变慢。第二类、各种低温盐浴、碱浴、金属浴等;当工件淬入这类介质后，由于工件和介质间温差很大，很快达到最高的冷却速度，而随着温差的减小，冷却速度及迅速减小。

由9SiCr钢的性能特征可知:9SiCr钢强度较高，韧性较好;水淬是且有裂纹形成倾向。水淬和油淬相比:油的冷却能力比水小，但有的冷却特性比水好的多。所以最终选择油做淬火介质。

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淬火方式:钢的淬火方式有4种，单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火等，选择等温淬火。

将热处理炉加热到870?，把试样放入炉中加热，在170~300?保温30分钟，取出油淬。再对淬完火的试样，经打磨、抛光，并用4%的硝酸酒精腐蚀，观察组织。所得到的室温金相组织形貌图如图2-2所示。

9SiCr钢870?的淬火金相组织试样:9SiCr钢状态:870?淬火状态放大倍数:500倍冷却介质:油腐蚀剂:4%硝酸酒精加热设备:中温箱式电阻炉

组织:下贝氏体+马氏体+残余奥氏体+剩余碳化物硬度:63~64HRC

说明:白色块状物为马氏体，下贝氏体呈黑色针状或竹叶状，伴大块的黑色的为残余奥氏体，及下贝氏体弥散的碳化物。

3.3 9SiCr钢的回火

将淬火后的工件加热到低于(A1)临界温度的某一温度，保温一定时间，然后以适当的冷却方式冷至室温的工艺，即为回火。回火是紧接淬火的一道热处理

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工序。除某些特殊情况外，钢在淬火以后都要进行回火。回火决定着钢在使用状态的组织和性能，因此，回火是很关键的工序。回火不足还可以再次回火，但一旦回火过度，就使前功尽弃，必须重新淬火才可以。