冷作模具的工作零件承受著拉壓、彎曲、沖擊、疲勞、摩擦等多種機械力的作用,使模具零件發生脆斷、坍塌、磨損、咬合、啃傷、軟化等現象而失效。因此冷作模具用鋼應在相應的熱處理后具備髙的變形抗力、斷裂抗力、耐磨損、抗疲勞、不咬合等能力。
1.冷作模具鋼合金化特點
1)含有較多的提高鋼淬透性的合金元素如Cr、Ni、Mn、Mo等。而且是多元合金化,促使多元素的綜合作用,給予鋼各種特殊性能;
2) 合金元素降低鋼的馬氏體相變點Ms,淬火后有一定量的殘留奧氏體,有利于減少淬火變形,也有利于韌性提高;
3) 碳是提高鋼淬硬性的最主要元素,要求高硬度的冷作模具鋼大多數是高碳的過共析鋼,淬火后的組織中除了含碳馬氏體和殘留奧氏體外,還有過剩的碳化物相,它對鋼的硬度、強度、耐磨性、回火抗力、二次硬化能力、細化晶粒等都有影響。因此要特別重視碳化物尤其是合金碳化物的作用,控制碳化物的種類、形態和分布狀態。碳化物有直徑幾個的一次k化物和直徑0.1um以下的細微的二次碳化物。表3-7是模具鋼中常見的碳化物的類型和性質。
表3-7模具鋼中碳化物的類型和性質

冷作模具鋼一般以退火狀態交貨供應市場,所以鋼廠都經過良好的退火處理,保證達到國家或行業標準中規定的質量要求。
淬火回火是冷作模具零件強韌化的最主要方法。需要提出的是,模具零件淬火工藝參數如淬火的奧氏體化溫度或淬火溫度偏離常規的溫度范圍是常有的,有時是必要的。就是說零件的熱處理工藝過程必須結合生產實際情況。回火的工藝規范,則取決于模具零件的熱處理技術要求。
2.冷作模具鋼的熱處理特點
1)冷作模具鋼含合金元素量多且品種多,合金化較復雜。鋼的導熱性差,而奧氏體化溫度又高,因此加熱過程宜緩慢,多采用預熱或階梯式升溫。
2) 為保護鋼的表面質量,加熱介質應予重視,所以控制氣氛爐、真空爐等先進加熱設備和方法普遍采用,鹽浴加熱應充分脫氧、凈化。
3) 在達到淬火目的前提下,應采用較緩和的冷卻方式。等溫淬火、分級淬火、高壓氣淬、空冷洋火等是常用的方法。
4) 為了進一步強化,冷處理、或滲氮等表面處理有顯著效果而采用。
5) 鹽浴處理后應及時清理,工序間的防護工作很重視。
6) 冷知模具鋼價格昂貴,冷作模具零件加工復雜、周期長、制造成本高。所以工藝制訂和操作應十分慎重,避免質量事故,保證生產全過程的安全。
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