PDF《Cr12MoV 模具钢中共晶碳化物的控制及国内研究进展》

2 定性.调质处理的工艺如图

2 所示. 2.

3 高温调质处理 高温调质的淬火温度可达 1120℃,与球化退火及调质处理相比,采用高温调质工艺更 有利于碳化物形态的改变[8] .这是因为高的加热温度促进碳化物进一步的溶解,原来在低温 下不能溶解的略大的一些碳化物可以进一步溶解,一些更大些碳化物也会发生尖角微溶现 象,因为碳化物尖角处曲率半径小,与其接近的固溶体碳浓度高,而与平面处(曲率半径大) 相接近的固溶体浓度低.在高温下碳的扩散过程加剧,必然引起碳的扩散而打破平衡,导致 尖角处的渗碳体溶解,并在平面处析出,而使尖角处发生钝化(曲率半径相对变大),这种尖 角形态的消失或缓解可减轻碳化物呈尖角时易造成应力集中的不利影响, 再则上面所述高温 下融入碳化物增多, 完全溶解了的碳化物在高温回火过程中以极细粒状均匀析出, 又进一步 减轻了碳化物存在的不利影响, 因均匀分布的极细粒状碳化物不会造成应力集中而大大降低 了凸模的脆性,增强了韧性,所以Cr12MoV 钢制模具增加高温调质工序是提高模具强韧性 的重要环节. 1100~1150

750 2 0.75 1.5 冷 空冷 温度 /℃ 时间t/h

680 680 500℃ 1.5 油Ac1

160 Ar1 1130℃ 960℃ 760℃ 最终热处理 油冷 淬火 细化 晶粒 高温 回火 淬入 热油 固溶 处理 二次 预热 一次 预热 空冷 时间 温度 /℃ 机械 加工 图3Cr12MoV钢的双重固溶球化处理[9] 图4Cr12MoV钢的固溶双细化处理[10] Fig.3 Double-solution and Spheroidizing treatment Fig.4 Solution and double-refine treatment of Cr12MoV steel of Cr12MoV steel 2.4 双重固溶球化处理 对于大型的Crl2MoV 钢冷作模具,还可采用双重固溶球化处理[9,11] (文献[13]称为高温 固溶处理+高温回火预处理工艺),对锻造模块直接进行两次固溶处理,即在锻造高温固溶细 化处理后, 再进行一次加热固溶球化处理, 其工艺如图

3 所示. 经这种工艺处理后, Cr12MoV 钢的组织晶粒度达

11 级,碳化物细小均匀呈球状,为最终热处理提供良好的组织准备. 文献[13]比较了 A(球化退火) 、B(调质处理) 、C(双重固溶球化处理) 、D(高温调 质处理)这几种预处理工艺的球化效果,发现经 C 工艺和 A 工艺处理后,碳化物颗粒细小, 分布均匀弥散,C 工艺的球化效果最好;

D 工艺得到的碳化物也很细小,但碳化物的分布效 果不如 A 和C两种工艺理想.

3 固溶双细化处理 对一些体积比较大或无法锻造的模具,可采用固溶双细化处理[4, 10~12] .固溶双细化工艺 [12] 是完全利用热处理方法,通过高温固溶使碳化物细化、棱角圆整化,通过循环细化使奥 氏体晶粒超细化.固溶双细化热处理工艺为[10] :1130℃真空加热淬火(高温固溶)+760℃ 高温回火+960℃真空加热淬火(细化晶粒)+最终热处理,工艺曲线如图

4 所示.1130℃高 温淬火, 既促进了较小碳化物的完全溶解, 也促进了大颗粒碳化物溶解, 锋利尖角溶成圆角, 从而使未溶的碳化物数量变少,粒度趋于一致,形态趋于球粒状;

高温回火可使高温淬火后 的残余奥氏体分解,溶入基体的碳化物再度均匀弥散析出,使碳化物的形态、大小及分布得 到改善[14] ;

随后进行的 960℃低温淬火及最终热处理, 使碳化物的粒度、形状、分布及球化 程度进一步得到改善, 同时也使晶粒非常细小. 固溶双细化处理后的模具使用寿命大大高于 传统工艺制造的模具(大于