液氮低溫箱在高速鋼模具中的應(yīng)用

更新時(shí)間：2023-02-06 | 點(diǎn)擊率：813

　　液氮低溫箱是將被處理工件置于特定的、可控的低溫環(huán)境中，使材料的微觀組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，從而達(dá)到提高或改善材料性能的一種新技術(shù)的衍生產(chǎn)品。

　　高速鋼一直是以制造金屬切削刀具而著稱(chēng)的。自從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，日本以汽車(chē)工業(yè)為中心，試用高速鋼做模具并取得成功，高速鋼的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。主要采用高速鋼制造冷擠壓模具，其中鉬系高速鋼比鎢系高速鋼韌性更加*。主要工藝難點(diǎn)在于熱處理技術(shù)的掌握。

　　我國(guó)使用廣泛的高速鋼是鎢系的W18Gr4V鋼和鎢鉬系的W6Mo5Cr4V2鋼。其傳統(tǒng)淬火回火工藝特點(diǎn)是：高溫淬火后需要一次硬化范圍內(nèi)回火3次，其缺點(diǎn)是硬度不足。為了改善模具強(qiáng)韌性，近年來(lái)高速鋼的傳統(tǒng)淬火回火工藝也發(fā)生了變革。

液氮低溫箱

　　過(guò)去工業(yè)上采用高速鋼冷處理的目的是將淬火鋼件冷卻到-60℃左右，使鋼內(nèi)的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。縮短熱處理生產(chǎn)周期。采用淬火+冷處理+一次回火，經(jīng)深冷處理后零件的硬度和耐磨性進(jìn)一步改善。

　　20世紀(jì)70年代以來(lái)，對(duì)深冷處理的研究更加深人并取得重要成果，有效地利用液氮低溫箱的深冷處理來(lái)提高模具的使用壽命、耐磨性及穩(wěn)定的尺寸。

　　深冷處理后的組織轉(zhuǎn)變：

　　深冷處理后的高速鋼同時(shí)引起奧氏體和馬氏體的轉(zhuǎn)變。其中馬氏體轉(zhuǎn)心點(diǎn)M1非常低，例如W18Cr4V的M1點(diǎn)為-100℃。因此淬火冷卻到室溫殘留大量的奧氏體，而大量奧氏體的存在會(huì)降低鋼的硬度，耐磨性以及熱性能和磁性下降。

　　實(shí)驗(yàn)證明，回火后，經(jīng)過(guò)液氮低溫箱的深冷處理可以使殘留的奧氏體降低20%左右。表2所示為不同處理工藝對(duì)W18Cr4V鋼殘留奧氏體的影響。

　　通過(guò)對(duì)-196℃液氮中15min的深冷處理，有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溫度在-70℃～-75℃到-130℃～-140℃范圍內(nèi)進(jìn)行深冷處理時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變；當(dāng)冷卻到-196℃時(shí)轉(zhuǎn)變停滯；在-90～-120℃溫度范圍內(nèi)，出現(xiàn)試樣容積的見(jiàn)效，這就說(shuō)明了馬氏體已部分分解并在位錯(cuò)面上析出了碳原子并形成了超顯微碳化物，其基體組織明顯細(xì)化。

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