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冷作模具淬火后回火温度的选择

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HEATS
发表于 2010-9-12 08:48:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    众所周知，紧固件制造离不开冷作模具(冷镦、冷挤压、冷冲压模)。冷作模具钢淬火后组织极不稳定，不能直接使用，必须进行回火。冷作模具钢淬火后回火温度的选择是热处理的关键工序。通常根据淬火钢的回火性能曲线或数据表来选择回火温度，常用冷作模具钢的常用冷作模具钢的回火温度与硬度。见表1。

8 d5 x; X C" K0 s1 d' o: M

表1 常用冷作模具钢的回火温度与硬度

; L, b$ c) p# |0 Z

/ |5 B( @! M( q0 d. X% [5 d

+ q- T! T' ^: V2 ^# {8 l+ a) `5 p7 o5 Q( a, `( d* L% |. ]1 }/ I. \# i+ K. ~/ C4 a3 Y. y/ _1 q0 q% z6 V$ l0 I0 \4 k0 u( I' x8 }" n# K' i0 i# Z+ G D$ L4 Q/ Q+ N9 C: d/ M1 F# y7 s5 F6 V/ b7 I0 h& ?% |1 T8 U; O U# R. B1 h3 j/ E N6 q" y- {% f. q! h9 _1 |( j$ c, K8 s8 |6 ?; z# U/ y/ A8 A- Q8 j. \8 W [+ c$ B1 C# x/ G5 n7 C: i |$ N1 R" D* f7 ^& R0 J4 f& y. |' X4 i4 @8 Y6 z" @3 R# O( K* u8 H( K* ]" u% r# P$ ^. |( ^" ~; n/ _% h1 N8 o* ^2 ?& m( e0 B2 T2 X2 S8 J8 }$ z4 Z+ H+ f; K- H! p# a* m2 U9 b6 h2 B6 C7 A. g, W: m# G5 o* _- Z! e U2 D: B1 U6 T/ n( I" C, ?) t+ O& [ ~4 X6 i( H, b/ `2 e4 d9 L) [8 b+ v5 d2 E$ N% \2 A' n" H* W5 [; H. J/ X q% R! V$ l! j) ]4 J" m6 v! ?/ l8 V# Z' I- @9 i9 Z5 L6 ^9 H& x2 Q. y4 @0 g, A N, x" \: E( M5 J( r o9 h: l/ D( K: x) @+ E, s8 w9 s8 \3 x( l3 t- A3 E# a2 R6 U+ x0 _. V+ |3 ?9 M% K+ S+ Y( D8 N# B1 d P, n1 y2 C/ M6 z$ \$ c. z% e- e1 J# k1 f( ]. P8 z' }9 v' H; z" \* O3 o0 q% J; Z1 t" u& c$ A* `* B$ H- L. V7 s( Z9 F6 |: I. v+ X; v7 h! b2 S% a" R1 s5 y, z, z. @ ~1 @6 \: S" ~8 K$ i( p7 _- l3 K7 [% F9 [+ f9 V3 Y& w. ?- C$ t$ ~) `0 |" U( ]1 w ^) N. y4 k( u% `% b$ U8 g2 j* T2 x8 m! Z* e ~# `6 T z0 G' A6 ]9 H6 g: C5 U v1 P. E& w. X6 _7 a; j7 t2 S0 a5 ^8 `" L( Z* y& x" }( E: }5 {7 p4 P2 a4 M( i X% E! T' ~% V8 v1 @) R) I# a) l/ y2 Z) N4 h* c7 C# c9 C) @; `. w/ g. r; f; e [: e/ C6 Q3 }6 K5 a1 h! `5 ~0 B& J( `+ `7 W& Z Q' s" _* p) [& N! e; N2 b# k6 B1 A0 u- v7 Z' B( s) t: M5 R% [! _7 ^* }' A6 [' f" L% k2 N: u* K* b2 A; ~8 y$ h/ N0 D2 R+ R5 i q: y# }7 y2 I& U9 H" U/ ? W6 v `2 f+ K& H. U6 L% @. m1 _" g, c7 L! F# W' A$ K, N8 A7 D1 @" }. v/ S/ H0 n6 ^* {/ \7 j N8 x+ _) y- O. ]) E3 L, U$ D( _ e) r& `, v- s% H0 n: S$ u6 d& |- e% ^4 a$ w* c0 Y- P8 J( N1 v! b& R1 ^$ v) a3 g {* Z, r# ~% G& r! H& H" ~; ]* |) G' r# O5 K$ e% W6 @, o# l5 d3 ^8 |7 b2 b2 W+ A3 s7 h$ e1 c+ I/ h. |2 Q2 Q: I6 d, `! [0 ]. E( F6 i8 a$ H8 }- p3 o j8 w3 l2 h% S* `# N) {( L1 J, r# `1 n0 F& x9 c. `, C8 i2 v( B7 [! L& N0 S5 Y% T; D, P8 z5 s( M$ ]# v. ^5 L- w( m, k3 z9 K9 J" x* M, R$ a2 f9 y5 h5 k3 n8 q0 x, x1 ]/ {2 O" [; B M0 L# l2 R9 L& T! v; T0 @6 T0 E. f! o% U" {* Q- n- q, {- a& L5 F' [3 X. r! H7 \9 A( j% A7 h5 A7 E" s" z& p/ S- Y5 ^5 O/ N+ s3 U, |* X( m2 G& J( K" s, B- o Y( j& J8 {' R; l7 m, X9 X' e; K* p+ u+ @; j* Y" O( M. O! m1 g+ w) |. @: w1 Y8 C4 ], M, g, X! v8 H% ^3 t* ^ A$ L/ Q/ ~ r3 R1 z$ B4 G0 t( M+ v6 U( i% r, g8 Z$ b8 p1 Y$ ?1 V. q3 U4 K* m$ z- E( e' P0 a4 \5 Z4 g. T2 p' k' j' Y8 F6 H7 g# E8 @0 H; u' H0 ~) a" f; Y8 D8 X6 ]$ ^6 p1 k% k3 @, t) q1 m( v0 K* V7 M' g( Y# Z3 I# O$ E& Y+ F7 e# D- N v( Y- _6 R+ ^( i+ Q3 y0 S3 ^ h. U4 M& I+ e* D8 B+ v& H' V T8 v9 v8 V+ {6 y$ E& t/ U; l$ l W' b$ l0 @2 v0 m5 w2 R( Z4 {! D9 L/ Y7 V& E3 f6 Z" L' ?' f3 V9 b0 g" o) h) u/ S2 g% C! U0 h" p1 j- F5 q @) _! m+ U3 h: _/ c$ c% z! O2 I; D9 r2 l9 q2 H6 h# O9 u8 F, J5 ^0 G3 f. F& U0 g# _; b9 r& P5 ~- H8 L; c8 D! M$ J$ m/ M. Z" d. B- i" q' w3 e+ B! I3 C/ |4 @' }! e, @8 V) X# u% p; E6 m8 C" V% |: @ s$ i- B* ]8 `( _2 R. u4 s" t" Y7 S" D; M8 R0 I+ q+ j& s5 h. w0 j) C$ P1 x5 v: H& B" p( s/ P: E/ } s# N, t! v8 I$ W* Q; [. d+ Q1 L9 \7 X/ Q$ D' @3 J8 L/ {8 Y& \" v4 Z( }, _, a+ l3 b+ a6 Z0 Y9 R% V( u" K! Z

钢号 		6 K& r+ }" \ h9 C/ s

淬火硬度
HRC

 0 u' Y% m! Z* b6 E% `( {

45-50

 ) Y+ A3 j( J- ~3 _$ N( y0 |3 I

52-56

 . K R% z- U W6 `5 B2 Y" ^1 }" o

54-58

 ' u6 V( b) p/ t0 A6 W# u

58-61

 6 c: l9 ~* R! K' Q3 i

61-63

* {# ^7 w& Z1 y+ C( c1 Y

60Si2Mn

' C# E6 A/ h* p* w9 ~4 ?

60-63

 " {6 K- [: L: z$ p1 U2 S, |

4400

 0 G% l5 Q1 c1 M1 @ R; l! u L

-

 ! W# g# s; \+ a1 n0 h

300-350

 X" `* M! n; o2 U; x

-

 ( ~. r' V! L- {: n- _$ Y1 L

-

) ?4 \# ?9 }6 D6 e( U( ^, I

T8A

 : k2 @7 M1 e# V6 p+ T

62-64

 8 M: o+ M& f, e: T

350

 ; B2 K( L8 g+ c- l5 m$ |

270

 ( d1 X; u0 y* I: K$ N; f) c3 `

230

 $ y$ t9 f( l J

190

 6 `( C0 k1 y/ X! D. h

160

6 z7 B' M0 |2 R1 h

T10A
T12A

 7 L2 \4 i9 ?6 r K1 J4 |

62-64

 / E( a& l- M( |

370

 # ?1 a% Q1 `; }: t

290

 5 A8 L: K& J* H- v5 z! l4 X

250

 + ?1 D: ]( }' f1 l. I

210

 # a" q+ d4 \ v G. e6 w' v. Y9 T

170

5 x9 _" F1 i3 J. m

9Mn2V

 # i3 x. G' y. ~# s

62

 ( c" f7 p- ~, p1 a% o

380

 a# }0 Z6 Y" J7 I" a2 |

300

 ( Z# E' q0 U5 ~# l9 P8 w

250

 0 B' k( v8 v- W. e- l7 I

220

 " c' f% ~7 y" ]4 C2 l* \

150-180

+ q1 v4 X5 q, O! j' g* [

Cr2

 6 t: W: H( H& B8 P: m

62

 2 c# x4 t% V7 m u

450

 / v" T& y) S7 `: ]+ @* n8 N

390

 9 L1 p8 ]& e4 D4 z

300

 - ` P! P$ x# g# V

200

 P% L) x0 K% f3 v! w+ J! k* M

150

" k4 N) M, m/ }

9SiCr

 : H* [0 r1 @$ e5 d# ~ i

65

 6 r9 e6 e$ B$ \7 @

450

 & ]& @' K- c" |4 t0 x* ?- M

350

 1 f* C( T' r, G8 N( { H; O' c

320

 ) Z3 P$ {2 V( n+ T

250

 9 B! p6 c/ _% I. b! b

190

& f. M4 M( \5 K5 y' E+ E7 D

5CrW2Si

 5 O) `4 `; A$ S$ d8 b

 

 $ m2 _7 [% X+ b. h- F* Z! U

420

 # E0 n K2 L* o e+ ]+ [

280

 ! e1 i* ]) O) h4 C/ Z( y# C( u. H e

250

 F4 w7 |1 M) x' I; K6 @

-

 1 G) ~3 d% A. O8 Z

-

7 k% L6 K$ u! F# |* C2 B5 j

Cr12（980℃淬火）

1 d( F+ k- `5 L" @% `' F; `* M8 F: C

63

 ) T( O: h& m0 c0 u0 f/ b: J

-

 1 k: m0 N- e$ G' j" N3 v6 r

-

 8 d0 k* A& k1 z9 m; \# I9 a/ V

320-350

 3 }8 F5 n% a- }$ l4 k, @

250

 5 m6 ?3 q/ h( r( j$ U, U

180-200

& ^. T6 [0 m6 c+ `9 S

Cr12Mov（1030℃淬火）

- T7 _9 F# ]6 R6 q7 u& W1 X

63

 9 C0 ]4 D6 H' X3 ]# d- }& h8 a

-

 ( G3 u: U3 o5 c$ ~ X( q1 I

540

 & Q) Q. e" ^1 }! H2 e& `0 Y

500

 - w' A0 q5 z4 g# x" c

230

 ) W" q: P7 M$ u& X- K

180-200

" q& F* _- W6 y

W6Ni5Cr4V2

 , l" u7 q$ A: \3 }

60

 0 \' B( Q- u S3 x1 g1 m# G

-

 , @2 A" J O. f

-

 ; @ [, W1 U e" p& p; K

-

 1 V& e5 V5 S0 L. W) g7 M) ~; a0 Q

620

 & c& j" _/ S9 V( Q

560

a6 K5 ^9 t) N6 E+ ]/ O

W18Cr4V

 : @: k& A. K, ^+ b

62

 ) ]0 p4 E) z4 `: z. m( e+ I

-

 % K1 c9 y& G$ a- j t. w

-

 ' l: p" N3 C' C0 o; h

-

 0 J% Z4 U: V2 B1 q/ r

620

 : O4 }, o4 r; }& N. H

-

8 E; i* I8 P7 Q1 q A4 l0 g

6W6Mo5Cr4V

 / v( l! W( k% x. H

 

 " v2 A5 A' X' }. S ?1 Q0 W0 k

-

 8 W* S, J4 } }* l

-

 $ |$ y' F9 V1 r" _+ U9 G7 p

-

 2 q2 s4 b. R# w# u

-

 . T( B! A! K4 ~

-

3 g3 t2 B, F8 c" |

7Cr7Mo3V2Si

 4 N, P9 N% O( p2 I- S( q1 Y) {

 

 2 c2 b- V$ Q* l& U8 B& W

-

 . q2 }1 {, R7 g4 |* m; Y8 r

-

 $ J3 ^$ T' C, N; g. s

-

 1 e) |+ V/ `9 c3 g, K

-

 + y+ U/ n9 F+ h

530-540

6 n% R+ i9 g1 Y) Z

6Cr4W3Mo2VNb

 - ^- \7 M; Q4 D. y8 k+ Z

 

 2 ^7 |, c8 \- t& z

-

 * b% c. t, w4 q

-

 7 L$ u6 K$ q! U

540-580

 " t/ j; L2 E4 `+ @

-

 ! K% _% V% e- g+ n

-

4 n, k* @& }' ^: k! }' x5 k% @

Cr4W2MoV

 L" `" q. @- M" w5 f& X

60-62

 4 X) M9 S, i& @$ ~

-

 W, Q- I2 V& F4 E6 l! i- @

-

 : l: U' g2 X, i

-

 3 u) H5 I6 s% y6 ]6 J

520-540

 # k9 k( f! f( g" B8 O& J9 K5 C, A7 W& d

-

1 z9 {8 @0 l( g- L; T; \* r8 l& P. ], \! e

冷作模具回火时应避开回火脆性温度区域进行。冷作模具钢的回火脆性温度范围，见表2。

( S% K9 j2 t% C/ T9 I7 F' Q& @& X

表2 冷作模具钢的回火脆性温度范围

; S# V! r9 j7 w4 c1 r' i" A5 A. H8 J$ M2 q8 x) p8 e) l' `: G* |2 P$ S- h+ ~! i. a5 N: G7 H) M# K5 m# S( E+ P" [+ l/ @3 B: P% g# N+ y3 e. f5 s( x* C6 `& s! D8 F% ?3 M1 g. W- x9 ]7 `" P* a% k0 q" [8 y3 A! N+ O% {4 y+ O) J; e- ~: {/ g) n, F- b/ O/ M/ I% T6 V# E* j1 ^' V' u7 P5 f2 }* p. M1 M" i3 j: T# b' B% t M! h; |# Q' E6 y* j2 s+ Q8 N) N* Q$ V' q9 A+ ^5 w% u3 S6 Q5 x$ N+ b$ y0 k$ ^$ e2 R& t0 W' Z" w/ A" S& U% _* L, r- \! I {( Q* J5 S9 \, Y2 i
钢号 0 l0 _. Q9 U' k% r C4 ?8 @5 |' ^

CrWMn

 F/ h# a j# T3 Y4 I6 Z8 I O7 x

9Mn2V

 5 s" R. p2 C/ L/ Q3 `" _- s

GCr15

 7 `3 t* R2 K2 K& ?

9CrSi

 4 q9 k+ H# o, i5 J! Z( |) z

Cr12

 , R! m b$ J+ R; D+ D4 b$ F

Cr12MoV

: {' c% [+ e2 Z- C1 T! e+ H7 u

温度/℃

* w! |9 k2 ?6 O/ @

250-300

 7 _# ]' ]9 O& b' Y8 N" m

190-230

 * ]; @/ [0 N6 E( }6 ]/ A2 `

200-250

 4 k0 i7 W: l6 H5 H

200-240

 - D' d; Q4 A( o; P* @

290-330

 $ G: S) `- {3 c2 e2 L

325-375

0 c1 ?! R' @$ U2 C% c1 A" j1 e& O

    由于选择淬火工艺的不同，还必须考虑其它影响因素。
    当为了提高冷作模具的强韧性，采用板条状马氏体淬火强韧化处理时，回火温度的选择与普通淬火相比回火温度可低、可高。
    冷作模具采用等温淬火时，因存在一定数量的残余奥氏体，同时在等温过程中形成的淬火组织部分被自身回火。因此，同一牌号材料同一工艺温度加热等温淬火的硬度低于普通淬火，为此，回火温度应低些。
    在淬火加热相同，在盐浴中加热的高速钢淬火硬度高于在真空炉内加热的高速钢，因此前者回火温度比后者高，尽量采用多次回火，至少三次。
    同一牌号冷作模具，工艺条件基本一致，大件的淬火硬度低于小件，厚件的淬火硬度低于薄件，因此，要获得所需要的硬度和机械性能，适当提高大件和厚件的淬火加热温度与淬火介质冷却能力，用下限温度回火或降低回火温度，小件和薄件用下限淬火加热温度，上限温度回火或提高回火温度。
    高速钢真空炉淬火后,有25%-40%残余奥氏体,为达到二次硬化和回火充分目的,需要四次以上高温回火才能达到目的,一般选择530-570℃回火后回火温度的选择硬度W18Cr4V(SKH2)钢63-66HRc,W6Mo5Cr4V2(SKH9)钢62-65HRc, W6Mo5Cr4V2Co5(SKH55)钢63-67HRc。
    总之，冷作模具淬火后应及时回火，消除淬火应力，防止开裂；充分回火以得到稳定组织与性能；较长时间回火可提高抗断裂韧性值；多次回火，促使残余奥氏体向马氏体充分转变，稳定形状尺寸减少畸变且产生二次硬化效应，增加耐磨性。

+ r" Z& ]& M/ L" H, E6 I ' v1 t5 n6 T3 ^8 ?( e& p
 
( A7 i& t8 g. B$ a
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