大型5CrMnMo钢热锻模采用高频感应退火电源进行淬火,产生裂纹的原因及其预防措施

日期:2018-11-22 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

大型5CrMnMo钢热锻模采用高频感应退火电源进行淬火,产生裂纹的原因及其预防措施

5CrMnMo热作模具钢常用于中小型锻模制造,而大型和特大型锻模通常采用5CrNiMo钢、5CrNiW钢或5CrNiTi钢制造,以获得良好的淬透性与强韧性及长的疲劳寿命。某热锻模尺寸为600mm x600mm X350mm,已属大型锻模,但受材料限制,采用5CrMnMo钢生产,然后采用高频感应退火电源进行850℃加热油冷淬火处理。生产中发现,大锻模常发现锻模四角处产生弧形裂纹,造成锻模失效报废。今天,我们就看一下产生裂纹缺陷的原因及其预防措施。

检验发现,大型锻模淬火裂纹大多出现在锻模四角部位,呈弧形裂纹状。分析认为,这是由于5CrMnMo钢淬透性不足,大型锻模件淬不透,在工件淬火时油冷时间过长及回火工艺不当,使锻模淬火应力过高产生淬火裂纹,造成工件失效破坏。

5CrMnMo钢锻模热处理工艺改进要点如下:

(1)采用高频感应退火电源进行淬火时,我们需要提高淬火温度。提高工件淬火温度作用有:一是淬火温度提高,使奥氏体更趋均匀化,使局部高碳区形成针状马氏体的可能性减少,工件获得更多板条状马氏体,工件强韧性综合强度好,工件脆性减少;二是使工件中更多的Cr、Mo等合金元素溶入奥氏体中,固溶强化作用增强,工件热强性提高;三是使模具淬透性增加,使锻模抗疲能得到提高。   

(2)5CrMnMo钢油冷淬火中,如出油时间晚易产生淬火裂纹,为此必须控制油冷淬火冷却时间。

(3)模具淬火从油中取出时,表面温度约200℃左右,而心部为400℃上下,如立即在180℃回火,心部仍继续马氏体转变,但表面马氏体转变已完成,表面硬化,心部马氏体转变使体积胀大产生拉应力,使工件产生裂纹。此时,如放入490℃回火炉中回火,工件心部形成低强度韧性的上贝氏体组织,模具性能变差。因此,上面两种处理均不宜采取。改进工艺,采用将锻模冷至Ms点(≈220℃)后,进行等温处理(280℃X8h),工件心部获得下贝氏体组织,整个模具的组织为板条马氏体+下贝氏体复合组织,工件强韧性和抗热疲劳性能高,模具使用寿命大大延长。

大型5CrMnMo钢锻模采用改进工艺后,消除了淬火裂纹事故,模具性能优良,使用寿命明显提高。生产应用表明,锻模工作寿命由以前2000件提高至6000件左右,工件服役寿命是原工艺的3倍,技术经济效益显著。

裂纹,作为热处理常见的缺陷之一,轻则影响工件的使用寿命,重则造成工件的报废。因此,了解裂纹产生的原因,掌握其预防措施是很有必要的。今天,本文说了一些预防裂纹产生的措施,希望大家会喜欢,不过,小编更希望您能把它应用到工作当中去。