成品模具鋼脫碳層截面金相分析用專業顯微鏡
模具鋼淬火后的組織是馬氏體和部分殘余奧氏體,它們在
淬火狀態下處于亞穩定狀態,都有趨于更穩定的狀態的趨勢。
這一趨勢要影響到模具的性能和尺寸穩定性。淬火后在模具內
往往存在很大的內應力,如果不及時消除,容易引起模具變形
甚至開裂。因此,淬火后的模具應及時回火,使模具獲得所需
要的性能,尺寸得到穩定,避免變形或開裂。在回火過程中,
馬氏體內碳的過飽和度下降,析出了碳化物,降低了晶格畸變
程度,提高了松弛內應力的能力。對于具有回火脆性的模具
鋼,應該在回火工藝規范上避開產生回火脆性的溫度區間。具
有第二類回火脆性的模具鋼,在高于淬火溫度回火后,應當快
速冷卻以抑制回火脆性。
熱處理缺陷
對模具進行正確的熱處理,可以獲得需要的性能。但是,
如果熱處理不當,就可能造成氧化與脫碳,過熱與過燒,淬火
軟點與硬度不足等缺陷,使模具的性能下降引起早期失效。
在氧化性氣氛中,部分脫碳層會變成氧化皮而脫落,因
此,氧化性氣氛越強,鋼表面殘留的脫碳層越少。在氧化性氣
氛比較弱(例如填料裝箱加熱和脫氨不充分的鹽爐加熱)的介
質中加熱。可能出現比在空氣中更深的脫碳層。
大多數模具在淬火回火后,除了局部工作面需要研磨外,
其余部分幾乎不再加工,因模具被氧化,表面容易劃傷,可能
導致早期疲勞裂紋產生。成品模具上存在脫碳層,降低淬火硬
度,造成早期磨損失效,同時降低疲勞強度。模具表面脫碳,
使表層奧氏體中碳的溶解度下降,淬火后馬氏體的體積效應比
沒脫碳的小,表層形成拉應力。j這就可能成為淬火裂紋的原
因。