模具鋼的退火、深度加工及無損檢測(cè)

㈠、模具鋼的退火

①鋼錠的退火

大多數(shù)的模具鋼的鋼錠除紅送鍛造或軋制外，一般均進(jìn)行退火處理，一來可以防止由于組織應(yīng)力和熱應(yīng)力產(chǎn)生裂紋，再者，對(duì)于那些易產(chǎn)生白點(diǎn)的鋼種，可以預(yù)防白點(diǎn)的產(chǎn)生，另外，還可以通過退火處理改善鋼錠凝固時(shí)偏析和清除鋼錠表面的缺陷。常用的模具鋼的鋼錠的退火方法有：去應(yīng)力退火、完全退火和不完全退火、去氫退火、高溫?cái)U(kuò)散退火等。

擴(kuò)散退火處理是近些年來比較實(shí)用的改善鋼錠顯微偏析的方法，擴(kuò)散退火的溫度通常在Ac3(Acm)以上150~360℃的范圍內(nèi)進(jìn)行，溫度過高對(duì)萊氏體鋼很容易過燒。一般合金鋼的擴(kuò)散溫度在1200~1280℃，一般與鋼種有關(guān)系。另外，擴(kuò)散需要較長(zhǎng)的時(shí)間。

對(duì)于大多數(shù)的模具鋼錠，退火的目的是消除組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，以防止鋼錠在較長(zhǎng)時(shí)間的放置或熱加工時(shí)產(chǎn)生裂紋，因此，只需要普通退火處理即可。很多的模具鋼錠在澆注后經(jīng)緩冷，不能完全消除內(nèi)應(yīng)力，在存放的過程中容易發(fā)生炸裂，尤其是高淬透性的鋼種和萊氏體鋼，例如4Cr5MoSiV1、Cr5Mo1V、Cr12Mo1V1、Cr12等，鋼錠脫模后，均應(yīng)及時(shí)退火，否則易發(fā)生炸裂，尤其是在寒冷地區(qū)的冬季。

②鋼材的退火

經(jīng)過鍛造或軋制的模具鋼材， 一般都以退火狀態(tài)交貨，鋼材退火是為了獲得良好的組織和狀態(tài)，以便模具零件的加工和熱處理，所以對(duì)模具鋼除對(duì)退火硬度的要求外，對(duì)模具鋼退火后的珠光體球化級(jí)別、碳化物網(wǎng)狀、帶狀等均有較嚴(yán)格的要求。對(duì)鋼材的退火溫度、冷卻速度和保溫時(shí)間都應(yīng)仔細(xì)研究。球化退火是模具鋼材常用的退火工藝方法，其工藝特點(diǎn)是通過控制加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度等工藝參數(shù)，以使碳化物球狀化，得到球狀珠光體組織，降低硬度、提高塑性和改善和力學(xué)性能。球化退火后的組織一般由鐵素體基體和粒狀碳化物組成，其性能是兩種機(jī)械混合物的迭加。鐵素體本身的硬度取決于合金元素的固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化和位錯(cuò)強(qiáng)化。而碳化物數(shù)量的增加，碳化物彌散分布都相應(yīng)提高鋼的退火硬度。在冶金廠一般采用等溫退火或連續(xù)退火，從本質(zhì)上講，沒有區(qū)別。但在等溫時(shí)，一定要注意等溫溫度。連續(xù)退火時(shí)一般冷卻速度不要超過30℃/h。常用的模具鋼的退火工藝能數(shù)見第4、5、6章中的各鋼號(hào)的介紹。

㈡、模具鋼的深度加工

為了增加高附加值的模具鋼精料和制品的生產(chǎn)，以及滿足用戶的要求，模具鋼生產(chǎn)廠都應(yīng)有設(shè)備完善的精料工廠或制品廠。對(duì)于熱軋和要求兩端切齊并進(jìn)行倒角。各廠一般都配備高精度、率的連續(xù)拉拔機(jī)，無心磨床、輥 光機(jī)、倒角機(jī)、精密矯直機(jī)等裝備，生產(chǎn)不同要求的模具鋼精料，甚至直接供應(yīng)經(jīng)過粗加工熱處理后的模塊。

有的企業(yè)還專門成立了模具鋼制品公司，配備了各種機(jī)械加工中心、精密數(shù)控機(jī)床、電加工機(jī)床、熱處理設(shè)備，大批量的生產(chǎn)供應(yīng)經(jīng)機(jī)加工和淬回火處理的模具鋼模塊、標(biāo)準(zhǔn)模架和各種模具用標(biāo)準(zhǔn)件等高附加值制品。

㈢、模具鋼的無損檢測(cè)

模具鋼生產(chǎn)廠普遍對(duì)鋼材和鋼坯采用無損探傷在線檢測(cè)，對(duì)于模具鋼的鋼坯和鋼材進(jìn)行逐支探傷。一般對(duì)鋼坯和大型鋼材的表面缺陷，采用磁粉探傷；小于Φ30mm的小直徑鋼材的表面缺陷采用渦流法探傷，可以自動(dòng)記錄缺陷和進(jìn)行分選，通過速度可達(dá)40m/min；對(duì)于非磁性材料和不規(guī)則形狀的合金工模具鋼鋼材（如模塊、軋輥等），采用滲透著色法檢測(cè)表面缺陷；對(duì)于內(nèi)部缺陷，則采用超聲波探傷。在探傷前，鋼材都經(jīng)過清理，除盤條外，一般都采自動(dòng)噴丸設(shè)備去除氧化鐵皮，對(duì)盤條則采用酸洗法。對(duì)于高合金模具鋼為了保證質(zhì)量，在無損探傷以前，鋼坯都經(jīng)過砂輪機(jī)剝皮。一般鋼坯鋼材檢驗(yàn)以后，采用修磨機(jī)進(jìn)行局部缺陷清除。