热处理工艺对模具钢的研究范文

本站小编为你精心准备了热处理工艺对模具钢的研究参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

模具的质量对于压力加工工艺及其产品的质量影响很大，为提高模具的质量必须对模具钢的热处理工艺进行不断深入的研究[1]。热处理对金属的微观组织以及力学性能产生重要影响，因此选择合适的热处理工艺对模具钢的生产尤为重要[2]。本文通过研究不同的淬火和回火温度对模具钢组织及性能的影响，优化工艺参数，为模具钢的生产提供科学依据。

1试验材料与方法

模具钢的化学成分如表1所示，其制备过程为：在200kg真空感应熔炼炉中把熔炼，再浇铸成直径为80mm的圆铸棒，以5-6的锻造比进行锻造，最后进行850℃退火热处理。选取1000、1050、1100、1150℃为淬火温度[3]，介质为油，再在520、540、560、580、600、620、640℃温度下进行两次时间为2h的回火，最后空冷。利用光学显微镜和扫瞄面电镜对试样的组织形貌进行观察，并测量其洛氏硬度。以860℃淬火、160℃回火的特殊钢材作为摩擦轮，摩擦轮压力200N，转速200r/min。.

2试验结果与分析

2.1淬火温度对的微观组织影响图1是试验钢在不同的温度下淬火后的金相组织。可以看出，在较低的淬火温度下，试验钢组织中存在有很多大尺寸碳化物，这是因为C原子在低温下的扩散速度较慢，导致碳化物溶解不完全。经1000℃淬火后，可以观察到试验钢中因锻造而形成的带状组织，且存在严重偏析；经1100℃淬火后，组织较为均匀，晶粒较小[4]；经1150℃淬火时，有粗大片状以及条状马氏体出现。这说明淬火温度较高时元素扩散速度增加，合金碳化物溶解越充分，奥氏体晶粒长大速度加快，淬火马氏体组织粗化。试验钢在不同的淬火温度下的扫描电镜组织如图2所示。可以看出，试验钢淬火后形成了淬火马氏体。经1000和1050℃淬火后的试样由于淬火温度低，导致碳化物溶解不完全，组织中出现了较大尺寸的碳化物，且晶粒尺寸较小。当淬火温度增加至1100℃时，只有少量小尺寸的碳化物出现，当达到1150℃时，碳化物已经完全消失。

2.2淬火温度对试样性能的影响在不同的淬火温度条件下处理后试样的洛氏硬度值如图3所示。随着淬火温度的升高，试验钢硬度先增加后降低，在1100℃时取得最大值。试验钢在不同温度下淬火并研磨15h后的质量损失如图4所示。经1050℃淬火后，试验钢的磨损量最大。由于钢铁试样的组织对其磨损量和硬度的变化影响很大，淬火温度越高，淬火后马氏体的含碳量也就越高，因为马氏体对钢铁具有固溶强化作用，所以硬度也就越高，磨损量降低。由于提高了淬火温度，试验钢的微观组织变得更加均匀，降低了偏析系数，提高了强度。

2.3回火温度对微观组织影响取1100℃淬火后的试验钢在不同温度回火后的金相组织如图5。在520℃回火时，试验钢组织中出现回火马氏体，并在基体上析出细小的碳化物。当提高回火温度，析出的碳化物尺寸变大，数目增多，回火马氏体数量变少。在620℃回火时，碳化物尺寸变大，无回火马氏体出现，出现回火索氏体。当回火温度较低时，析出的碳化物所占体积分数小，并且尺寸也小。

3结论

（1）随着淬火温度的升高，试验钢硬度先升高后降低，在1100℃时取得最大值。随着回火温度的升高，试验钢硬度增大，当回火温度为560℃时，试验钢硬度和耐磨性最高。（2）试验钢最优的热处理工艺为：1100℃油淬火后进行2h的560℃回火。

作者：高茂涛 单位：柳州职业技术学院 机电工程系