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      液氮深冷處理對模具的實用性分析 發布時間:2021-07-13

        導讀:隨著科技的發展,近年來,液氮深冷處理——模具深冷箱在模具領域得到了廣泛的應用。那么,現代模具工業為什么會如此青睞深冷處理,模具材料在經過液氮深冷處理后,會有哪些方面的變化呢?




        科學研究發現,液氮深冷處理可增加模具鋼材的各項機械性能,全自動的制程控管有效增加材料處理之時效性并有效控制質量,提高模具材料硬度及各部位均勻化,防止經久變形改善機械性質,耐磨度增加著磁性膨脹配合。將模具鋼材料持溫于攝氏零度以下(-60~-198 C)所實施的低溫處理可將淬火殘留沃斯田體再變態為麻田散體,增加鋼材的耐磨耗性、硬度和尺寸安定性。


        正常溫度冷卻奧氏體殘留影響材料性能


        正常情況下,模具鋼在熱處理加硬至冷卻過程中, 其中的合金與碳產生溶解并結合及擴散形成奧氏體 ( Austenite ), 在冷卻過程時, 由于低溫產生壓制而形成馬氏體 ( Martensite ), 而由于馬氏體的最終轉變點 ( Mf ) 非常低, 例如:SKH-9 ( 高速鋼 ) 的 Mf 點為超過 -190°C, 因此淬火冷卻到室溫會殘留大量奧氏體, 因而降低金屬的硬度、耐磨性和使用壽命, 為奧氏體的同時因高脆性而容易造成金屬碎裂, 再者, 還有許多物理性能特別是熱性能和磁性下降。


        液氮深冷處理降低奧氏體提高材料硬度


        試驗證明:采用深冷處理可使鋼中殘留奧氏體降至最低極限,模具材料經淬火、回火后,深冷處理可以使回火后的殘留奧氏體量降低24%。深冷處理過程中,大量的殘留奧氏體轉變為馬氏體,特別是過飽和的亞穩定馬氏體在從-196℃至室溫過程中會降低過飽和度,析出彌散、尺寸僅為20?60A并與基體保持共格關系的超微細碳化物,可以使馬氏體晶格畸變減小,微觀應力降低,而細小彌散的碳化物在材料塑性變形時可以阻礙位錯運動,從而強化基體組織。


        同時由于超微細碳化物顆析出,均勻分布在馬氏體基體上,減弱了晶界催化作用,而基體組織的細化既減弱了雜質元素在晶界的偏聚程度,又發揮了晶界強化作用,從而改善了高速鋼的性能,使硬度、沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。模具硬度高,其耐磨性也就好,如硬度由60HRC提高至62-63HRC,模具耐磨性增加30%?40%。


        總結:


        (1)模具材料深冷處理過程中,由于殘留奧氏體向馬氏體以及超細碳化物的析出,硬度、耐磨性、沖擊韌性、紅硬性得到提高。


        (2)作為一種新工藝深冷處理應用在高速模具鋼的熱處理中,可顯著提高模具的使用壽命,具有很大的實用價值。


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