六角冷镦模的真空热处理
冷模具钢在工作时,由于被加工材料的变形抗力比较大,模具的工作部分,特别是刃口受到强烈的摩擦和挤压,所以模具应有高的硬度、强度和耐磨性。另外模具在工作过程中受到冲击力的作用,故要求模具有较好的韧性。通过对LD钢(7Cr7Mo2V2Si钢)冷镦六角模的真空热处理工艺进行研究,分析LD钢真空热处理后的性能,积累更多工模具钢热处理经验,以充分发挥材料的潜力,提高模具的服役性能。
LD钢六角模是标准件行业中普遍使用的冷镦模具,用于不同规格标准螺栓六角头的冷镦成形。由于冷镦成形的螺栓六方头的对方尺寸S从10mm到40mm 不等,因此六角模尺寸规格各异,其外形如图所示。本次LD钢六角模随炉试样的尺寸为d30mm×13mm。LD钢六角模的制造工序为原材料球化退火→下料→半精车→冷挤六角模内六方→精车→铣六方豁→真空热处理→磨刃口。
LD钢是一种高强韧性高耐磨性冷作模具钢,C含量比65Nb钢高,合金元素V的含量也较高,因此在保持强韧性的情况下,其抗压、抗弯强度及耐磨性均比65Nb钢好;C含量相当于Crl2MoV钢的一半左右,因此其共晶碳化物比Cr12MoV钢低得多。与Cr12型冷作模具钢和W6Mo5Cr4V2高速钢比较,LD钢具有更高的强度和韧性,且具有较好的耐磨性,适宜制造承受高负荷的冷挤、冷镦、冷冲等模具。
LD钢六角模在工作时的冷镦频率为60~100次/min,被加工的螺栓材料为Q235和ML35等低中碳钢,因此六角模承受多次冲击磨损,工作条件恶劣,必须有足够的抗压屈服强度、抗弯曲疲劳强度和耐磨性。LD钢六角模热处理后的硬度应控制在59~61HRC,若硬度较低,易发生模腔内壁拉毛(擦伤或磨损)和冲击疲劳失效;而硬度稍高时则易出现模口崩裂、扩大或下陷。
真空热处理工艺:
淬火试验在真空淬火炉中进行,炉膛有效加热区尺寸为900mm×600mm×600mm,六角模装炉量120kg,工件随炉在真空淬火油淬火,真空热处理工艺曲线如图所示,淬火温度为1100~1150℃,试样淬火后硬度为64.0~64.5HRC,淬火后约有34%(体积分数)的残留奥氏体,所以淬火后畸变小。
LD钢六角模在第一次520~530℃回火后,硬度为65.0~65.5HRC,表现出二次硬化现象。经4次回火后,残留奥氏体充分转变为回火马氏体,硬度为59.5~60.0HRC,满足技术要求。
设备选择:SIMUWU公司生产的VOGQ系列真空热处理炉是进行工模具真空热处理工艺的优质产品,良好的温控精度和温控均匀性确保了真空热处理过程的有效进行。SIMUWU公司专注于真空炉的制造,拥有十多年的相关经验,在真空炉制造领域具有良好的口碑。产品线包括真空气淬炉,真空油淬炉,真空钎焊炉等,广销各发达国家与发展中国家。
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