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模具深冷箱—液氮深冷处理对模具的实用性分析

文章出处:超能深冷箱 人气:发表时间:2014-09-16 10:00

模具深冷箱—液氮深冷处理对模具的实用性分析
随着科技的发展,近年来,液氮深冷处理——模具深冷箱在模具领域得到了广泛的应用。那么,现代模具工业为什么会如此青睐深冷处理,模具材料在经过液氮超低温深冷处理后,会有哪些方面的变化呢?
科学研究发现,液氮深冷处理可增加模具钢材的各项机械性能,全自动的制程控管有效增加材料处理之时效性并有效控制质量,提高模具材料硬度及各部位均匀化,防止经久变形改善机械性质,耐磨度增加着磁性膨胀配合。将模具钢材料持温于摄氏零度以下(-60~-198 C)所实施的低温处理可将淬火残留沃斯田体再变态为麻田散体,增加钢材的耐磨耗性、硬度和尺寸安定性。
正常温度冷却奥氏体残留影响材料性能
正常情况下,模具钢在热处理加硬至冷却过程中, 其中的合金与碳产生溶解并结合及扩散形成奥氏体 ( Austenite ), 在冷却过程时, 由于低温产生压制而形成马氏体 ( Martensite ), 而由于马氏体的最终转变点 ( Mf ) 非常低, 例如:SKH-9 ( 高速钢 ) 的 Mf 点为超过 -190°C, 因此淬火冷却到室温会残留大量奥氏体, 因而降低金属的硬度、耐磨性和使用寿命, 为奥氏体的同时因高脆性而容易造成金属碎裂, 再者, 还有许多物理性能特别是热性能和磁性下降。
液氮深冷处理降低奥氏体提高材料硬度
试验证明:采用深冷处理可使钢中残留奥氏体降至最低极限,模具材料经淬火、回火后,深冷处理可以使回火后的残留奥氏体量降低24%。深冷处理过程中,大量的残留奥氏体转变为马氏体,特别是过饱和的亚稳定马氏体在从-196℃至室温过程中会降低过饱和度,析出弥散、尺寸仅为20―60A并与基体保持共格关系的超微细碳化物,可以使马氏体晶格畸变减小,微观应力降低,而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动,从而强化基体组织。同时由于超微细碳化物颗析出,均匀分布在马氏体基体上,减弱了晶界催化作用,而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度,又发挥了晶界强化作用,从而改善了高速钢的性能,使硬度、冲击韧性和耐磨性都显著提高。模具硬度高,其耐磨性也就好,如硬度由60HRC提高至62-63HRC,模具耐磨性增加30%―40%。
总结:
(1)模具材料深冷处理过程中,由于残留奥氏体向马氏体以及超细碳化物的析出,硬度、耐磨性、冲击韧性、红硬性得到提高。
(2)作为一种新工艺深冷处理应用在高速模具钢的热处理中,可显著提高模具的使用寿命,具有很大的实用价值。
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