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石墨模具热处理中存在的缺陷及预防

文章来源: 威尼斯人登录网址(中国)有限公司 人气:2724 发表时间:2018-12-04 14:58:59

1.石墨模具表面有软点

石墨模具热处理后表面有软点,将影响石墨模具的耐磨性、减少石墨模具的使用寿命。

(1)产生原因

1)石墨模具在热处理前,表面有氧化皮、锈斑及局部脱碳。

2)石墨模具淬火加热后,冷却淬火介质选择不当,淬火介质中杂质过多或老化。

(2)预防措施

1)石墨模具热处理前,应去除氧化皮、锈斑,在淬火加热时,适当保护石墨模具表面,应尽量采用真空电炉、盐浴炉和保护气氛炉中加热。

2)石墨模具淬火加热后冷却时,应选择合适的冷却介质,对长期使用的冷却介质要经常进行过滤,或定期更换。

2.石墨模具热处理前组织不佳

石墨模具最终球化组织粗大不均、球化不完善,组织有网状、带状和链状碳化物,这将使石墨模具在淬火后易产生裂纹,造成石墨模具报废。

(1)产生原因

1)石墨模具钢材料原始组织存在严重碳化物偏析。

2)锻造工艺不佳,如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等,使锻造组织粗大,并有网状、带状及链状碳化物存在,使球化退火时难以消除。

3)球化退火工艺不佳,如退火温度过高或过低、等温退火时间短等,可造成球化退火组织不均或球化不良。

(2)预防措施

1)一般应根据石墨模具的工作条件、生产批量及材料本身的强韧化性能,尽量选择品质好的石墨模具钢材料。

2)改进锻造工艺或采用正火预备热处理,来消除原材料中网状和链状碳化物及碳化物的不均匀性。

3)对无法进行锻造的、碳化物偏析严重的高碳石墨模具钢,可进行固溶细化热处理。

4)对锻造后的模坯,制定正确的球化退火工艺规范,可采用调质热处理和快速匀细球化退火工。

5)合理装炉,保证炉内模坯温度的均匀性。

3.石墨模具产生淬火裂纹

石墨模具在淬火后产生裂纹,是石墨模具热处理过程中的最大缺陷,将使加工好的石墨模具报废,使生产和经济造成很大损失。

(1)产生的原因

1)石墨模具材料存在严重的网状碳化物偏析。

2)石墨模具中存在有机械加工或冷塑变形应力。

3)石墨模具热处理操作不当(加热或冷却过快、淬火冷却介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长等)。

4)石墨模具形状复杂、厚薄不均、带尖角和螺纹孔等,使热应力和组织应力过大。

5)石墨模具淬火加热温度过高,产生过热或过烧。

6)石墨模具淬火后回火不及时,或回火保温时间不足。

7)石墨模具返修淬火加热时,未经中间退火而再次加热淬火。

8)石墨模具热处理的,磨削工艺不当。

9)石墨模具热处理后电火花加工时,硬化层中存在有高的拉伸应力和显微裂纹。

(2)预防措施

1)严格控制石墨模具原材料的内在质量。

2)改进锻造和球化退火工艺,消除网状、带状、链状碳化物,改善球化组织的均匀性。

3)在机械加工后或冷塑变形后的石墨模具,应进行去应力退火(>600℃)后,再进行加热淬火。

4)对形状复杂的石墨模具,应采用石棉堵塞螺纹孔,包扎危险截面和薄壁处,并采用分级淬火或等温淬火。

5)返修或翻新石墨模具时,需进行退火或高温回火。

6)石墨模具在淬火加热时,应采取预热;冷却时采取预冷措施,并选择合适淬火介质。

7)应严格控制淬火加热温度和时间,防止石墨模具过热和过烧。

8)石墨模具淬火后应及时回火,保温时间要充分,高合金复杂石墨模具应回火2-3次。

9)选择正确的磨削工艺和合适的砂轮。

10)改进石墨模具电火花加工工艺,并进行去应力回火。

4.石墨模具淬火后组织粗大

石墨模具淬火后组织粗大,将严重影响石墨模具的力学性能,使用时将会使石墨模具产生断裂,严重影响石墨模具的使用寿命。

(1)产生的原因

1)石墨模具钢材混淆,实际钢材淬火温度远低于要求石墨模具材料的淬火温度(如把GCr15钢当成3Cr2W8V钢)。

2)石墨模具钢淬火前,未进行正确的球化处理工艺,球化组织不良。

3)石墨模具淬火加热温度过高或保温时间过长。

4)石墨模具在炉中放置位置不当,在靠近电极或加热元件区易产生过热。

5)对截面变化较大的石墨模具,淬火加热工艺参数选择不当,在薄截面和尖角处产生过热。

(2)预防措施

1)钢材入库前,应严格进行检验,严防钢材混淆乱放。

2)石墨模具淬火前,应进行正确的锻造和球化退火,以确保良好的球化组织。

3)正确制定石墨模具淬火加热工艺规范,严格控制淬火加热温度和保温时间。

4)定期检测和校正测温仪表,保证仪表正常工作。

5)石墨模具在炉中加热时,应与电极或加热元件保持适当的距离。

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