石墨模具熱處理中存在的缺陷及預(yù)防方法
石墨模具熱處理中存在的缺陷及預(yù)防方法
石墨模具熱處理中存在的缺陷及預(yù)防方法。
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(dāng)，淬火介質(zhì)中雜質(zhì)過(guò)多或老化。
(2)預(yù)防措施
1)石墨模具熱處理前應(yīng)去除氧化皮、銹斑，在淬火加熱時(shí)適當(dāng)保護(hù)石墨模具表面，應(yīng)盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護(hù)氣氛爐中加熱。
2)石墨模具淬火加熱后冷卻時(shí)，應(yīng)選擇合適的冷卻介質(zhì)，對(duì)長(zhǎng)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(bào)廢。
(1)產(chǎn)生原因
1)石墨模具鋼材料原始組織存在嚴(yán)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(yù)防措施
1)一般應(yīng)根據(jù)石墨模具的工作條件、生產(chǎn)批量及材料本身的強(qiáng)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(yù)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(duì)無(wú)法進(jìn)行鍛造的碳化物偏析嚴(yán)重的高碳石墨模具鋼可進(jìn)行固溶細(xì)化熱處理。
4)對(duì)鍛造后的模坯制定正確的球化退火工藝規(guī)范，可采用調(diào)質(zhì)熱處理和快速勻細(xì)球化退火工。
5)合理裝爐，保證爐內(nèi)模坯溫度的均勻性。
石墨模具
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(bào)廢，使生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)造成很大損失。
(1)產(chǎn)生的原因
1)石墨模具材料存在嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物偏析。
2)石墨模具中存在有機(jī)械加工或冷塑變形應(yīng)力。
3)石墨模具熱處理操作不當(dāng)(加熱或冷卻過(guò)快、淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)、冷卻溫度過(guò)低、冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等)。
4)石墨模具形狀復(fù)雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等，使熱應(yīng)力和組織應(yīng)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(dāng)。
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(yīng)力和顯微裂紋。
(2)預(yù)防措施
1)嚴(yán)格控制石墨模具原材料的內(nèi)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(jī)械加工后或冷塑變形后的石墨模具應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火(>600℃)后再進(jìn)行加熱淬火。
4)對(duì)形狀復(fù)雜的石墨模具應(yīng)采用石棉堵塞螺紋孔，包扎危險(xiǎn)截面和薄壁處，并采用分級(jí)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(yīng)采取預(yù)熱，冷卻時(shí)采取預(yù)冷措施，并選擇合適淬火介質(zhì)。
7)應(yīng)嚴(yán)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(yīng)及時(shí)回火，保溫時(shí)間要充分，高合金復(fù)雜石墨模具應(yīng)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(yīng)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(yán)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(yán)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(yuǎn)低于要求石墨模具材料的淬火溫度(如把GCr15鋼當(dāng)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(zhǎng)。
4)石墨模具在爐中放置位置不當(dāng)，在靠近電極或加熱元件區(qū)易產(chǎn)生過(guò)熱。
5)對(duì)截面變化較大的石墨模具，淬火加熱工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，在薄截面和尖角處產(chǎn)生過(guò)熱。
(2)預(yù)防措施
1)鋼材入庫(kù)前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)，嚴(yán)防鋼材混淆亂放。
2)石墨模具淬火前應(yīng)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(guī)范，嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間。
4)定期檢測(cè)和校正測(cè)溫儀表，保證儀表正常工作。
5)石墨模具在爐中加熱時(shí)應(yīng)與電極或加熱元件保持適當(dāng)?shù)木嚯x。