V3N鋼模具熱處理方法和加工工藝
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模具熱處理方法和加工工藝應不斷改善熱處理設備,改進(jìn)(jìn)熱處理工藝,使材料的強度、韌性得到最佳配合,并嚴格遵循熱處理工藝,控制加熱溫度、時(shí)(shí)間、冷卻速度,從而保證模具的使用性能。
鍛造
V3N鋼含有大量的一次碳化物和二次碳化物,若保留在淬火組織中,將急劇降低模具所有壽命。只有通過(guò)(guò)對原材料改鍛,擊碎碳化物,才能使其呈細小、均勻的形貌分布于鋼基體,提高整體力學(xué)(xué)性能。
V3N鋼導熱性差,鍛坯加熱時(shí)(shí)應充分預熱,始鍛溫度1170℃,終鍛溫度950℃,設備可采用250kg(小件)和400kg空氣錘,開(kāi)(kāi)始采用輕錘快打,中間用重錘打,最后慢打輕打,鍛后于石棉粉箱中緩冷取出后即進(jìn)(jìn)行退火處理。
鍛后退火
可采用等溫退火或普通860 oC退火4小時(shí)(shí). 機械加工
鍛后硬度較高,采用等溫或普通退火后,機加可順利進(jìn)(jìn)行,淬火后因工硬度較高,故工件成型磨削難度較大,可采用鐠鈮剛玉加鉻制作的砂輪進(jìn)(jìn)行磨削。
熱處理工藝
V3N鋼在1220~1230℃淬火時(shí)(shí),由于存在未熔碳化物,硬度偏低,系淬火溫度不足;在1260~1270℃淬火時(shí)(shí),晶粒明顯過(guò)(guò)大,系過(guò)(guò)熱現象。選擇1230~1240℃淬火加熱溫度既能使碳化物和合金元素充分溶解到奧氏體中去,又能保持較細晶粒(10~10級)。
V3N超硬高速鋼模具部件采用1220~1230℃經(jīng)(jīng)550℃四次回火,硬度可控制在HRC64~67,具體可根據零件尺寸的大小從熱處理工藝上進(jìn)(jìn)行調整,達到硬度和強度較理想的配合,V3N超硬型高速鋼淬火后有較多殘余奧氏體,據測定約為25%~30%,必須盡量消除減少,為此進(jìn)(jìn)行多次高溫回火使之發(fā)(fā)生馬氏體轉變。進(jìn)(jìn)行4次高溫回火后,大部分殘余奧氏體發(fā)(fā)生了馬氏體轉變,產(chǎn)(chǎn)生二次硬化效應。V3N鋼二次硬化效應溫度比普通高速鋼高30~40℃,這一特性十分寶貴,表明V3N鋼有更高紅硬性。
精加工后的深冷處理
經(jīng)(jīng)深冷處理后,由于殘留奧氏體向馬氏體轉變以及超細碳化物的析出,模具零件硬度和耐磨性將進(jìn)(jìn)一步改善,耐磨性可提高40%,既縮短回火時(shí)(shí)間節省了能量,又明顯提高了模具使用壽命。
高速鋼模具深冷處理工藝過(guò)(guò)程為:模具除油污→放入保溫罐中→少量多次注入液氮(196℃)→保溫浸泡2.5h→取出模具迅速放入60~70℃熱水中。