3cr2w8v热挤压模具钢的热处理工艺分析

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1、第’%卷第#期中原工学院学报*+,)’%-+)#!""#年’"月!"#$%&’"()*"%+,#&%-%./-/#/0"(/01*%"’"+,./0)，!""#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：’%&’$%("%（!""#）"#$""#($"1123!45*热挤压模具钢的热处理工艺分析李强，施红涛，肖辉（中原工学院，河南郑州6#"""&）摘要：介绍了123!45*钢热挤压模具使用条件及失效特征，分析了该模具热处理工艺，并提出了工艺改进方案，可以有效延

2、长热挤压模具使用寿命)实际应用表明，模具使用寿命可从!"""件提高到&"""件左右)关键词：123!45*钢；热挤压模具；球化退火；渗碳淬火；高温回火中图分类号：78’6!)6#文献标识码：9热挤压模是用于机器零件和型材挤压成形的成形模具)在工作过程中，热挤压模的模腔既要受很大的压!原有热处理工艺分析应力和拉应力作用，易生脆裂，又要受到摩擦和热疲劳的作用，模具表面还要承受反复的加热和冷却)因此热!)’预备热处理（退火）分析挤压模具工作条件恶劣，模具受力复杂，要求具有较高热挤压模具模坯锻后须经良好的球化退火，除了的高温强度和高温硬度、足够的抗疲劳性和耐磨性［

3、’］)降低硬度、改善切削加工性能外，还能消除组织缺陷和本文通过对模具热处理工艺进行分析，找出了在原工残余内应力，细化晶粒，为最终热处理做组织准备)对艺处理过程中存在的问题，并提出了较佳的工艺方案，于123!45*钢模具的热处理工艺，我们原预备采用如可以较大幅度提高模具使用寿命)图’所示的工艺曲线，经分析发现，这种完全退火工艺有如下缺点：!组织晶粒虽然得到一定程度细化，但没’问题的提出有得到均匀的内部组织，碳化物较粗大，多呈片状分布，且片状珠光体较多；"退火工艺所需总时间较长，我中心为外单位加工的一种内六角螺栓热挤压型模坯表面氧化脱碳严重)腔模具，材料为12

4、3!45*，化学成分如表’所示［!］)该模具工作温度为6"":%"";，模具使用寿命大都在!"""件左右，有的甚至只有(""件)观察损坏模具，失效形式主要有变形、脆断、型腔堆塌、磨损等)因此，分析模具失效的原因主要是韧度不足或强度（硬度）不够，排除材料本身和设计等方面的因素，这可能是由于热处理工艺不当造成的)通常，热处理不当是导致模具早期失效的重要原因，约占模具早期失效因素的图’123!45*钢的原完全退火工艺曲线［1］1#<)!)!最终热处理工艺分析表’123!45*钢的化学成分（质量分数）<根据上述对模具失效原因的分析可知，正确选择成份2234*=>?

5、@=A123!45*钢模具最终热处理工艺是解决热挤压模具失含量")15!)#65)&"")1%")1&"")%#B")"1B")"1效问题的关键)由于热挤压模具在工作过程中不但要收稿日期：万方数据!""#$"%$!&作者简介：李强（’(&’$），男，河南信阳人，实验师)·*$·中原工学院学报&$$#年第(*卷受到较大的挤压力，而且还受到急冷急热应力，因此要不但可以避免原工艺中出现的问题，而且在最终淬火求模具的硬度和韧性能良好的配合!加热时碳化物易溶于奥氏体中!我们原先采用的工艺为："#$%预热&’，($"$)(2!&最终热处理工艺(#$%油冷淬火，并经#*

6、$)#"$%回火&次，每次&’，参考文献［#］，结合我单位生产条件，我们决定对模具的最终硬度为+#)+",-.!工艺曲线如图&所示!2./&0"1钢热挤压模具采用渗碳处理，并改进淬火回在生产中发现，经这种工艺处理后的模具常出现变形火工艺，改进后的热处理工艺为：在-5267#68型井和开裂、磨损等形式的失效现象，分析其原因主要是淬式渗碳电阻炉中进行渗碳处理，渗碳温度82$9($%，火温度低，./、0、1合金碳化物未充分溶于奥氏体中，时间2’，待炉冷至&+$%后再空冷至室温；淬火温度(模具热稳定性较低，断裂韧性值不高!另外，由于($$9($%，并经*&$9($

7、%高温回火&次，每次&’，2./&0"1钢具有二次硬化现象，在#$$%以下回火硬在油中冷却后，再经(*$)&$$%的补充回火，使最终度基本不变，#$$%以上回火，随回火温度升高，硬度硬度为+2)+*,-.!工艺曲线如图+所示!改进后的逐渐提高，#*$%回火后呈硬度峰值［+］最终热处理工艺有如下优点：!2./&0"1钢渗碳淬火!因此，原回火工艺温度也易造成模具出现脆断、热疲劳龟裂的倾向!后，渗层碳化物的主要类型为:*.型，在扫描电镜中要解决这种问题，必须对工艺进行改进!可以看到，渗碳表面碳化物比心部增加，尽管渗碳后表层出现较大粒状碳化物，但经淬火回火后，表层

8、碳化物得以细化；"经高温回火析出大量弥散碳化物（主要是:&.型），