延长冲模Cr12MoV凸模使用寿命的工艺研究

　　3热处理方案的确定
　　Cr12MoV钢对热处理工艺的要求比较高，处理不好很容易造成模具的过早失效。我们要确定Cr12MoV钢的内部组织和性能之间的关系，严格控制热处理的工艺参数，从而达到提高Cr12MoV钢的使用性能，延长Cr12MoV钢的使用寿命的目的。
　　决定Cr12MoV凸模各项使用性能、使用寿命是和材料的各项力学性能的关系有关。Cr12MoV凸模在工作时的内部组织状态是回火马氏体+碳化物+残余奥氏体。
　　要使综合力学性能比较好。
　　（1）奥氏体的存在会使得磨削过程中，会产生磨削裂纹，还会形成淬火软点，降低淬火硬度，使工具钢疲劳强度下降。就应该尽最大的可能减少其中残余奥氏体存在的数量。
　　（2）碳化物会使淬透性下降，淬火后可能存在珠光体类组织，使硬度下降。所以要使得碳化物均匀分布、碳化物要趋于圆形、颗粒尽量细小、弥散度越高越好。
　　（3）要减少基体组织的热应力、组织应力，细化基体组织的晶粒。
　　通过对其组织和性能的分析，确定了3种热处理方案。
　　我们制作3组试样，试样分别经过以下三种方案进行热处理
　　方案1：锻件球化退火+980℃低温淬火210℃低温回火；
　　图3 Cr12Mov刚球化退火工艺
　　球化退火后的组织是索氏体型珠光体+粒状碳化物，硬度为207～255HB（如图3所示）。
　　从金相组织中依旧可以见到有明显的没有溶的细小碳化物（见图4）。
　　图4 方案1金相组织 图5 方案2金相组织
　　方案2：980℃连续两次低温淬火+760℃高温回火+980℃低温淬火175℃低温回火；
　　从金相组织中可以看到有回火马氏体、少量残余奥氏体和白色块状及颗粒状碳化物，晶界依稀可见（见图5）。
　　方案3：1130℃高温固溶淬火+760℃高温回火+980℃连续两次低温淬火+210℃低温回火（如图6所示）。
　　图6 Cr12MoV钢固溶双细化处理工艺
　　固溶双细化处理工艺可以使球化过程速度加快，以及碳化物的大小、分部和形状得到改善。
　　图7 方案3金相组织
　　金相组织基体为回火马氏体和少量残余奥氏体。从金相图（图7）中可以看出其中大块碳化物形状比较圆滑尖锐部分也溶解了一部分，已经没有细小的碳化物了。整体轮廓已经变得圆滑，在1130℃高温固溶淬火+760℃高温回火处理会使得碳化物溶解，只残留特别大的碳化物。
　　通过观察三组试样金相组织并照相获取金相图样，在温度为1130℃下经过高温淬火，然后进行的温度为960℃低温淬火以及最终热处理。其中高温淬火会使碳化物的溶解加多碳化物的数量减少，会促进大颗粒的碳化物的溶解，也会促进比较小碳化物的溶解，还会使得比较尖的角溶成圆滑的，粒度趋于一致，形状更加接近于球粒形状。经过高温回火可以使经过高温淬火后的残留奥氏体分解，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。会使碳化物的形状、分布、球化程度以及粒度进一步得到提高，同时也会使晶粒变得非常细小。经过固溶双细化处理后的模具的使用寿命会大大高于传统工艺制造出来的模具（大于2倍），其中的原因就在于模具韧度和塑性都得到了提高。经过分析组织性能我们得出结论：方案3是最好的。
　　4 结语
　　我们从整个凸模制造工艺流程进行了多次的检验和分析，并且对Cr12MoV钢原材料进行化学成分检测、进行金相组织检验，找出型腔崩刃和开裂现象的原因。并进行了一系列的热处理工艺试验，确定了最终的热处理工艺。延长冲模Cr12MoV凸模使用寿命，大大降低了企业的生产成本。
　　基金项目：湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（湘教通[2014]248号），项目序号：402，项目名称：提高冷作模具钢Cr12MoV使用性能的研究
　　参考文献
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