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冷拔機的選材及熱處理

       冷拔機在冷拔管件過程中外模承受強烈的徑向應力和摩擦力,模芯承受壓縮應力和摩擦力。模具表麵應具有高硬度,心部也要有一定的硬度,才能承受如此大的載荷。從心部到表麵硬度要逐漸過渡,隻有整體淬火才能滿足要求。作為冷變形模具、模套和模芯的原設計材質是Crl2MoV,熱處理後模具表麵硬度在HRC58-60;但在使用過程中發現,模具的使用壽命隻有30t左右,除了嚴重磨損外還經常發生模具開裂現象。我廠曾經多次改進模具的熱處理工藝,如為了提高模具的硬度,采用1060℃淬火-500℃三次回火,硬度可以提高到HRC60-62,硬度的提高主要由於殘餘奧氏體在回火過程中轉變為馬氏體即產生二次硬化,為了減小淬火應力,采用熱油冷卻以及在300-380℃硝鹽分級冷卻等。但在使用過程中發現,僅改進熱處理工藝模具的使用壽命沒有明顯提高。若要從根本上提高模具的質量,必須重新選擇更適合作冷拔機模具的材質。通過對冷拔機模具的工作條件、失效方式及其對鋼材的性能要求進行綜合分析發現,模具主要承受較大的徑向應力和摩擦力,主要因磨損和開裂而失效。所以選擇能承受較大徑向應力的軸承鋼作為樟具材料試製。
       雙液淬火。雙液淬火多用於碳素工具鋼及大麵積的低合金工具鋼的工件,而軸承鋼很少用這種方法也沒有資料和經驗可以借鑒。用上述同樣的工件做試驗,機加工和球化退火的工藝不變。保溫結束後將溫度控製儀表升高10℃,到溫後出爐,人工挑起工件,迅速放入鹽水槽中冷卻,上下移動工件在鹽水中冷卻100s,然後迅速將工件轉入油槽中冷卻,直到工件出油麵不起火時,轉入回火爐中回火回火工藝為180℃×4h,出爐空冷。測得硬度值為HRC60-61。達到圖紙的設計要求。
       冷拔機模具經上述方案處理後,在使用中壽命都比模具壽命長,采用方案一處理工藝,平均每付模具壽命達40t,采用方案處理工藝,平均每付模具壽命達50t,且都沒有發生模具開裂現象。采用方案一淬火時工件在水中的冷卻不充分,硬底偏低,但冷卻時間太長又容易引起模具開裂。所以,對於這種高碳低合金鋼用鹽水淬火易裂,用油淬不硬,而又未能找到合適的水溶性淬火介質時,往往采用雙液淬火法,即在高溫區用鹽水的快速冷卻抑製過冷奧氏體的分解,在小於400℃轉入油中緩慢冷卻以減少淬火應力,通常用鹽水停留時間來控製工件溫度,根據以往雙液淬火的經驗,模具在鹽水中停留的時間可按模具厚度乘以1s/mm計算;用這種工藝處理的模具,淬透層深、硬度高、內應力小,使用壽命明顯提高。同時產品質量也明顯提高。


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