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模具热处理后硬度不足原因及解决办法

模具热处理时是****性能的重要方式，其中硬度必须合格，这同时也是非常重要的力学性能指标，模具热处理后硬度不足或硬度不均将使模具*性及疲劳强度等性能降低，导致模具早起失效，不仅缩短了模具使用的年限，也对使用的流畅度造成了影响。

1.产生原因

1)模具截面大，钢材淬透性差，如大型模具选用了淬透性低的钢种。

2)模具钢原始*中碳化物偏析严重或*粗大，钢中存在石墨碳和碳化物偏析、聚集。

3)模具锻造工艺不正确，锻造后未进行很好的球化退火，使模具钢球化*不良。

4)模具表面未除净退火或淬火加热时产生的脱碳层。

5)模具淬火温度过高，淬火后残留奥氏体量过多;或淬火温度过低，加热保温时间不足，使模具钢的相变不完全。

6)模具淬火加热后冷却速度过慢，分级与等温温度过高或时间过长，淬火冷却介质选择不当。

7)碱浴水分过少，或淬火冷却介质中含杂质过多，或淬火冷却介质老化。

8)模具淬火冷却后出淬火冷却介质时温度过高，冷却不足。

9)回火不充分及回火温度过高等。

针对以上问题，中华标准件也专门请假了****人士，为大家出招。

1)正确选用模具钢种，五金模具零配件，大型模具应选用淬透性高的高合金模具钢。

2)加强原材料检查，五金模具零配件厂商，确保原材料符合标准。对不良原材料钢材进行合理的锻造并进行球化退火处理，确保获得良好的*。碳素工具钢不易多次退火，以防石墨化。

3)严格执行锻造工艺和球化退火工艺，保证有良好的预备热处理*。

4)热处理前应*清除模具表面的锈斑和氧化皮，并注意加热时的保护，尽量采用真空加热淬火或保护气氛加热淬火，盐浴加热时应进行良好的脱氧处理。

5)正确制订模具淬火加热工艺参数，确保相变充分，以大于临界冷却速度的冷却速度进行快速冷却，五金模具零配件，以获得合格的金相*。

6)正确选用淬火冷却介质和冷却方式，严格控制分级与等温温度和时间。

7)要严格控制碱浴水分含量，对长期使用的淬火冷却介质要经常进行过滤及定期更换，并保持清洁，定期检测其淬火冷却特性曲线。

8)对尺寸大的模具，适当延长浸入淬火冷却介质的时间，****模具出淬火冷却介质的温度过高。

9)模具淬火后应及时、充分回火，并****回火温度过高。

10)对硬度要求高的模具可采用深冷处理(如-110~-196℃)。

11)进行表面强化处理。

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模具材料对热处理变形的影响

　　材料对热处理变形的影响，包括钢的化学成分及原始*两方面的影响。从材料本身来看，主要通过成分对淬透性、Ms点等的影响而影响热处理变形。

　　碳素工具钢在正常淬火温度进行水-油双液淬火时，在Ms点以上产生很大的热应力；当冷到Ms点以下时，奥氏体向马氏体转变，产生*应力，但由于碳素工具钢淬透性差，所以*应力的数值不大。加上其Ms点不高，在发生马氏体*转变时，钢的塑性已经很差，不易发生塑性变形，因此，就保留了热应力作用所造成的变形特征，模具型腔趋向收缩。但若淬火温度****（gt;850℃），也可能因*应力起主导作用，而使型腔趋向于胀大。

　　在用9Mn2V，9SiCr，CrWMn，GCr15钢等低合金工具钢制作模具时，其淬火变形规律与碳素工具钢相似，但变形量要比碳素工具钢要小。

　　对于一些高合金钢，如C*MoV钢等，由于其碳及合金元素含量较高，Ms点较低，供应五金模具零配件，因而淬火后有较多的残余奥氏体，它对由于马氏体而致的体积膨胀有抵消作用，因此，淬火后的变形就相当小，一般用空冷、风冷、硝盐浴淬火时，模具型腔趋于微量胀大；若淬火温度过高，则残余奥氏体量增加，型腔也可能缩小。

　　若用碳素结构钢（如45钢）或某些合金结构钢（如40Cr）制作模具，则因其Ms点较高，当表面开始马氏体转变时，心部温度尚较高，屈服强度较低，有一定的塑性，表面对心部的瞬时拉伸*应力，易于超过心部的屈服强度而使型腔趋向胀大。　　 钢的原始*对淬火变形也有一定的影响。这里所指的“钢的原始*”，包括钢中夹杂物的级别、带状*级别、成份的偏析程度、游离碳化物分布的方向性等，以及由于不同的预先热处理而得到的不同*（如珠光体、回火索氏体、回火屈氏体等）。对模具钢来说，主要考虑的是碳化物偏析、碳化物的形状和分布形态。

　　高碳高合金钢（如C*型钢）中碳化物偏析对淬火变形的影响特别明显。由于碳化物偏析造成钢加热至奥氏体状态后的成分不均匀性，因而，不同区域的Ms点就会有高有低。在同样冷却条件下，奥氏体向马氏体转变就有先有后，转变后的马氏体就因含碳量不同而比容有大有小，甚至有一些低碳、低合金区域可能根本得不到马氏体（而得到贝氏体、屈氏体等），所有这些都会造成零件淬火后的不均匀变形。

　　不同的碳化物分布形态（呈颗粒状或纤维状分布），对基体胀缩的影响也不同，因而也会影响热处理后的变形，一般是顺着碳化物纤维方向型腔胀大，且较显著；而垂直于纤维方向则缩小，但不显著，有些厂为此特作了规定，型腔所在面应与碳化物纤维方向垂直，以减小型腔的变形，当碳化物呈颗粒状均匀分布时，则型腔表现为均匀的胀缩。

　　此外，****终热处理之前的*状态对变形也有一定的影响，例如，原始*为球状珠光体的就比片状珠光体的在淬火后变形倾向要小。所以，变形要求严格的模具，常在粗加工后****行一次调质处理，然后再进行精加工及****终热处理。