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n鋼制小型凸模的低碳馬氏體強韌化處理工藝為：700℃×10min預熱，.790℃×(3～4)min鹽浴爐加熱，在180℃石臘中等溫15min后，空冷，硬度為59HRC～61HRC；200℃×2h回火后，硬度為58HRC～60HRC，模具的刃磨壽命可達1～2萬次，總壽命可達10～20萬次。且在使用中不易發生崩刃及斷裂現象，顯示出有極高的斷裂抗力。

    (3)7Cr7Mo3V2Si(ＬD)鋼冷擠壓凸模的低溫淬火　ＬD鋼冷擠壓凸模，按常規工藝1100℃～1150℃加熱淬火處理后，使用壽命僅3000～4000次。改用1050℃×25min鹽浴加熱油冷和200℃×2.5h回火后，獲得板條馬氏體+彌散碳化物組織，硬度為60HRC～61HRC，使用壽命提高到2萬次。

    低碳馬氏體在熱作模具中的應用

    熱作模具鋼經高溫加熱可使鋼中的合金碳化物大量溶入奧氏體中，提高了基體的熱強性和熱穩定性，同時，相應地提高回火溫度，可使組織中板條馬氏體的份額有大幅度增加，斷裂韌度和小能量多沖壽命有所提高。如果加熱溫度選擇適當，則沖擊韌度和塑性仍能保持在一定水平上，從而可使熱作模具的使用壽命大幅度提高。因此，目前熱作模具的淬火加熱溫度有向高溫發展的趨勢。熱作模具鋼的另外一個發展趨勢是降碳、低碳化。目前有的國家已在熱作模具鋼標準中列入了低碳馬氏體鋼(≤0.25%C)。例如，美國H25鋼(≤0.25%C)、德國21CrMo10鋼(0.16%～0.23%C)、法國20MoNi34.13鋼(0.18%～0.23%C)等。對于形狀簡單，生產批量小和交貨期短的產品零件，可以選用低碳合金結構鋼，特別是高溫強度好、抗蠕變性能好的20CrMo，20CrMnMo等含Mo的低碳低合金耐熱結構鋼制造熱作模具，直接進行低碳馬氏體強烈淬火。

    (1)3Cr2W8V鋼熱作模具的高溫淬火　3Cr2W8V鋼熱作模具采用高溫淬火和高溫回火工藝處理后，可獲得更多的板條馬氏體組織，有較高的回火穩定性、高溫強度、高溫耐磨性和熱疲勞性，可顯著提高模具壽命。用3Cr2W8V鋼制M12×50的圓柱螺柱(材料為40Cr)熱鍛模，采用1180℃加熱淬火，640℃×2h×2次回火后，可以得到90%以上的板條馬氏體，平均使用壽命由3000～5000件提高到3～4萬件。

    (2)5CrNiMo鋼錘鍛模的高溫淬火　5CrNiMo鋼制作的480mm×450mm×295mm的錘鍛模，原熱處理工藝為860℃×5h油淬和500℃×10h回火，硬度為42HRC。鍛打齒輪毛坯2500件時，鍛模便發生塑性變形，需修模后方可繼續使用。改用新工藝，900℃×5h油淬，500℃×10h回火，硬度為43HRC，鍛打同樣的齒輪毛坯8100件仍可繼續使用。國內其他工廠的試驗表明，將淬火溫度由860℃提高到960℃，鍛模的使用壽命能夠提高2.5倍。

    (3)熱作模具高溫雙重淬火處理　4Cr5MoSiV1鋼高溫雙重淬火工藝為：1160℃淬火+720℃回火+1050℃淬火+350℃回火。雙重淬火可減小未溶碳化物尺寸和體積分數，使碳化物顆粒間距增大。當第二相顆粒平均間距增大時，可使斷裂韌度增大。高溫淬火可顯著減少孿晶馬氏體，增加位錯馬氏體，使模具具有高的斷裂韌度。因此，高溫雙重淬火與普通淬火(1020～1050)℃相比，斷裂韌度可提高30%～40%，有利于提高熱作模具鋼的疲勞裂紋的擴展抗力和熱疲勞開裂的抗力，使模具具有最佳的熱疲勞性能，從而提高熱作模具的使用壽命。

    (4)20Cr鋼熱鍛模的低碳馬氏體強烈淬火　拉索冷鑄錨杯索節扣體是斜拉橋關鍵受力固定端件，技術要求必須是模鍛件。由于合同訂貨數量僅88件，因此采用強韌性高、耐沖擊、有一定熱強性的20Cr鋼制造索節扣體熱鍛模。其加工工藝流程為：下料—鍛造—鍛造余熱正火(形變正火)—粗加工—淬火、回火—精加工。熱處理工藝為：920℃加熱，10%NACL鹽水淬火，430℃回火。該工藝不僅消除淬火軟點，提高模具淬透性，而且可以提高模具屈服強度和沖擊韌度，保證模具使用壽命。經上述工藝處理后的索節扣體熱鍛模，平均硬度40HRC，金相組織為較細板條馬氏體，圓滿地完成了合同任務。

    (5)Q345B鋼鉚焊熱鍛模的低碳馬氏體強烈淬火　XKJ44.5mm～48mm大型體育場館斜拉鋼絲纜索澆鑄接頭體是模鍛件(質量98.5KG)，由于批量僅40件，選用厚度40mm的Q345B鋼板，采用鉚焊的工藝方法，將7層板制成400mm×400mm×290mm的熱鍛模。工藝流程為：下料—鉆孔—鉚接—焊接—機加工—淬火—鉗修。經箱式爐950℃快速加熱(20s/mm)，鹽水深冷淬火冷卻，不回火直接使用。模具平均硬度46HRC，完成40件后，仍能繼續使用。

    結語

    (1)低碳馬氏體具有相當高的強韌性，是模具鋼理想的淬火組織。

    (2)低碳馬氏體鋼(≤0.25%C)進行強烈淬火和表面強化處理，可以代替模具鋼制造各類模具。

    (3)中碳鋼模具采用高溫淬火，可以獲得更多的、甚至全部低碳馬氏體組織，顯著提高模具的強韌性。

    (4)高碳鋼模具采用低溫淬火，可以獲得較多的低碳馬氏體組織，顯著提高模具的使用壽命。

    (5)模具鋼淬火組織低碳馬氏體化，模具鋼降碳、低碳化，是模具鋼熱處理的重要發展趨勢。

  來源：金屬世界

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