冷拔機(jī)的選材及熱處理
冷拔機(jī)在冷拔管件過程中外模承受強(qiáng)烈的徑向應(yīng)力和摩擦力，模芯承受壓縮應(yīng)力和摩擦力。模具表面應(yīng)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。從心部到表面硬度要逐漸過渡，只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(shè)計(jì)材質(zhì)是Crl2MoV，熱處理后模具表面硬度在HRC58-60；但在使用過程中發(fā)現(xiàn)，模具的使用壽命只有30t左右，除了嚴(yán)重磨損外還經(jīng)常發(fā)生模具開裂現(xiàn)象。我廠曾經(jīng)多次改進(jìn)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，硬度的提高主要由于殘余奧氏體在回火過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體即產(chǎn)生二次硬化，為了減小淬火應(yīng)力，采用熱油冷卻以及在300-380℃硝鹽分級(jí)冷卻等。但在使用過程中發(fā)現(xiàn)，僅改進(jìn)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(zhì)量，必須重新選擇更適合作冷拔機(jī)模具的材質(zhì)。通過對(duì)冷拔機(jī)模具的工作條件、失效方式及其對(duì)鋼材的性能要求進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，模具主要承受較大的徑向應(yīng)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(yīng)力的軸承鋼作為樟具材料試制。
雙液淬火。雙液淬火多用于碳素工具鋼及大面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(jīng)驗(yàn)可以借鑒。用上述同樣的工件做試驗(yàn)，機(jī)加工和球化退火的工藝不變。保溫結(jié)束后將溫度控制儀表升高10℃，到溫后出爐，人工挑起工件，迅速放入鹽水槽中冷卻，上下移動(dòng)工件在鹽水中冷卻100s，然后迅速將工件轉(zhuǎn)入油槽中冷卻，直到工件出油面不起火時(shí)，轉(zhuǎn)入回火爐中回火回火工藝為180℃×4h，出爐空冷。測(cè)得硬度值為HRC60-61。達(dá)到圖紙的設(shè)計(jì)要求。
冷拔機(jī)模具經(jīng)上述方案處理后，在使用中壽命都比模具壽命長(zhǎng)，采用方案一處理工藝，平均每付模具壽命達(dá)40t，采用方案處理工藝，平均每付模具壽命達(dá)50t，且都沒有發(fā)生模具開裂現(xiàn)象。采用方案一淬火時(shí)工件在水中的冷卻不充分，硬底偏低，但冷卻時(shí)間太長(zhǎng)又容易引起模具開裂。所以，對(duì)于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(zhì)時(shí)，往往采用雙液淬火法，即在高溫區(qū)用鹽水的快速冷卻抑制過冷奧氏體的分解，在小于400℃轉(zhuǎn)入油中緩慢冷卻以減少淬火應(yīng)力，通常用鹽水停留時(shí)間來控制工件溫度，根據(jù)以往雙液淬火的經(jīng)驗(yàn)，模具在鹽水中停留的時(shí)間可按模具厚度乘以1s/mm計(jì)算；用這種工藝處理的模具，淬透層深、硬度高、內(nèi)應(yīng)力小，使用壽命明顯提高。同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也明顯提高。
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