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石墨模具熱處理中存在的缺陷及預防

文章來(lái)源: 科翔模具 人氣:7176 發(fā)表時(shí)間:2018-12-04 14:58:59

[導讀]:石墨模具熱處理后表面有軟點(diǎn),將影響石墨模具的耐磨性、減少石墨模具的使用壽命。

1.石墨模具表面有軟點(diǎn)

石墨模具熱處理后表面有軟點(diǎn),將影響石墨模具的耐磨性、減少石墨模具的使用壽命。

(1)產(chǎn)生原因

1)石墨模具在熱處理前,表面有氧化皮、銹斑及局部脫碳。

2)石墨模具淬火加熱后,冷卻淬火介質(zhì)選擇不當,淬火介質(zhì)中雜質(zhì)過(guò)多或老化。

(2)預防措施

1)石墨模具熱處理前,應去除氧化皮、銹斑,在淬火加熱時(shí),適當保護石墨模具表面,應盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護氣氛爐中加熱。

2)石墨模具淬火加熱后冷卻時(shí),應選擇合適的冷卻介質(zhì),對長(cháng)期使用的冷卻介質(zhì)要經(jīng)常進(jìn)行過(guò)濾,或定期更換。

2.石墨模具熱處理前組織不佳

石墨模具最終球化組織粗大不均、球化不完善,組織有網(wǎng)狀、帶狀和鏈狀碳化物,這將使石墨模具在淬火后易產(chǎn)生裂紋,造成石墨模具報廢。

(1)產(chǎn)生原因

1)石墨模具鋼材料原始組織存在嚴重碳化物偏析。

2)鍛造工藝不佳,如鍛造加熱溫度過(guò)高、變形量小、停鍛溫度高、鍛后冷卻速度緩慢等,使鍛造組織粗大,并有網(wǎng)狀、帶狀及鏈狀碳化物存在,使球化退火時(shí)難以消除。

3)球化退火工藝不佳,如退火溫度過(guò)高或過(guò)低、等溫退火時(shí)間短等,可造成球化退火組織不均或球化不良。

(2)預防措施

1)一般應根據石墨模具的工作條件、生產(chǎn)批量及材料本身的強韌化性能,盡量選擇品質(zhì)好的石墨模具鋼材料。

2)改進(jìn)鍛造工藝或采用正火預備熱處理,來(lái)消除原材料中網(wǎng)狀和鏈狀碳化物及碳化物的不均勻性。

3)對無(wú)法進(jìn)行鍛造的、碳化物偏析嚴重的高碳石墨模具鋼,可進(jìn)行固溶細化熱處理。

4)對鍛造后的模坯,制定正確的球化退火工藝規范,可采用調質(zhì)熱處理和快速勻細球化退火工。

5)合理裝爐,保證爐內模坯溫度的均勻性。

3.石墨模具產(chǎn)生淬火裂紋

石墨模具在淬火后產(chǎn)生裂紋,是石墨模具熱處理過(guò)程中的最大缺陷,將使加工好的石墨模具報廢,使生產(chǎn)和經(jīng)濟造成很大損失。

(1)產(chǎn)生的原因

1)石墨模具材料存在嚴重的網(wǎng)狀碳化物偏析。

2)石墨模具中存在有機械加工或冷塑變形應力。

3)石墨模具熱處理操作不當(加熱或冷卻過(guò)快、淬火冷卻介質(zhì)選擇不當、冷卻溫度過(guò)低、冷卻時(shí)間過(guò)長(cháng)等)。

4)石墨模具形狀復雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等,使熱應力和組織應力過(guò)大。

5)石墨模具淬火加熱溫度過(guò)高,產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)燒。

6)石墨模具淬火后回火不及時(shí),或回火保溫時(shí)間不足。

7)石墨模具返修淬火加熱時(shí),未經(jīng)中間退火而再次加熱淬火。

8)石墨模具熱處理的,磨削工藝不當。

9)石墨模具熱處理后電火花加工時(shí),硬化層中存在有高的拉伸應力和顯微裂紋。

(2)預防措施

1)嚴格控制石墨模具原材料的內在質(zhì)量。

2)改進(jìn)鍛造和球化退火工藝,消除網(wǎng)狀、帶狀、鏈狀碳化物,改善球化組織的均勻性。

3)在機械加工后或冷塑變形后的石墨模具,應進(jìn)行去應力退火(>600℃)后,再進(jìn)行加熱淬火。

4)對形狀復雜的石墨模具,應采用石棉堵塞螺紋孔,包扎危險截面和薄壁處,并采用分級淬火或等溫淬火。

5)返修或翻新石墨模具時(shí),需進(jìn)行退火或高溫回火。

6)石墨模具在淬火加熱時(shí),應采取預熱;冷卻時(shí)采取預冷措施,并選擇合適淬火介質(zhì)。

7)應嚴格控制淬火加熱溫度和時(shí)間,防止石墨模具過(guò)熱和過(guò)燒。

8)石墨模具淬火后應及時(shí)回火,保溫時(shí)間要充分,高合金復雜石墨模具應回火2-3次。

9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。

10)改進(jìn)石墨模具電火花加工工藝,并進(jìn)行去應力回火。

4.石墨模具淬火后組織粗大

石墨模具淬火后組織粗大,將嚴重影響石墨模具的力學(xué)性能,使用時(shí)將會(huì )使石墨模具產(chǎn)生斷裂,嚴重影響石墨模具的使用壽命。

(1)產(chǎn)生的原因

1)石墨模具鋼材混淆,實(shí)際鋼材淬火溫度遠低于要求石墨模具材料的淬火溫度(如把GCr15鋼當成3Cr2W8V鋼)。

2)石墨模具鋼淬火前,未進(jìn)行正確的球化處理工藝,球化組織不良。

3)石墨模具淬火加熱溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(cháng)。

4)石墨模具在爐中放置位置不當,在靠近電極或加熱元件區易產(chǎn)生過(guò)熱。

5)對截面變化較大的石墨模具,淬火加熱工藝參數選擇不當,在薄截面和尖角處產(chǎn)生過(guò)熱。

(2)預防措施

1)鋼材入庫前,應嚴格進(jìn)行檢驗,嚴防鋼材混淆亂放。

2)石墨模具淬火前,應進(jìn)行正確的鍛造和球化退火,以確保良好的球化組織。

3)正確制定石墨模具淬火加熱工藝規范,嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間。

4)定期檢測和校正測溫儀表,保證儀表正常工作。

5)石墨模具在爐中加熱時(shí),應與電極或加熱元件保持適當的距離。

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