模具钢应慎用调质
[ 2010年8月27日 ]
模具制造应慎用调质
模具钢一般具有较高的含C量和合金元素含量，亦即具有较高的碳当量。其淬火组织主要是凸镜片状的高碳（孪晶）马氏体，这种马氏体片之间大致呈50°夹角“Z”字形排列，而且马氏体片在爆发形成时以1500~2000m/s的速度与相邻的马氏体片发生剧烈的撞击，一片马氏体形成的时间仅需10-7s,后形成的马氏体以极高的速度冲击先形成的马氏体片，产生很大的应力场；由于这类马氏体属于{225}γ型，不易发生塑性变形来松驰这种应力（马氏体片的中脊乃是密度更高的极细孪晶），所以极易形成“穿片型”显微裂纹，这些显微裂纹即使在高达704℃的温度下进行长达63h的高温回火，也难以完全焊合。有资料介绍：对于模具钢，尤其是含C量较高的钢，最多只能重淬一次，原因是每重淬一次，就产生并保留一批裂纹。事实上，模具钢若以调质作为预备热处理，其最终热处理的淬火等同于重复淬火，这种隐含一定数量微裂纹的模具钢在放电加工过程中，具有极强的开裂敏感性。
另一方面，调质对改善过共析成分的高合金钢内部组织的效果并不显著。以Cr12型钢为例分析说明之：Cr12型钢属于莱氏体钢，其中的合金元素Cr是提高碳化物不均匀性的一个极强烈元素，在Cr12型钢中，含Cr量高达11~13%，淬火后的Cr12型钢，其组织为淬火马氏体（M淬）+残余奥氏体（A′）+未溶碳化物（Cm），未溶碳化物主要以（Cr，Fe）7C3状态存在。当淬火后的Cr12型钢经高温回火达650℃左右时，原淬火组织中的M淬、A′和Cm均发生一系列复杂的变化，马氏体可发生连续式分解并产生不同类型的Cm， A′则分解为固溶体和Cm，而未溶Cm则开始聚集、长大，从而使钢中的Cm再次呈现不均匀分布现象，致使钢件的切削性能大为降低，同时使淬火变形率呈上升趋势。
大量实践证明，Cr12型钢调质如此，G Cr15、W18 Cr4V、ASSABS136、3 Cr2W8V莫不如此。
高速钢的调质
如前所述，高速钢（特别是W18 Cr4V）属于莱氏体钢，碳化物偏析倾向较大，一般不作调质处理。但在一些特定条件下，如为了改善高速钢铣刀的铲削性能，提高表面光洁度，也有在退火之后作调质处理的。
高速钢的调质又称不完全淬火，一般设计为34~43HRC，但实践证明，硬度为35±1HRC时，铲齿不光滑，齿形光洁度不足6级，从而影响到铣刀的铲削性能，当硬度值高于41HRC时，铲齿困难，生产效率低，刀具磨损快。有资料介绍，最佳调质硬度为38~40HRC，与此相适应的工艺为850~900℃油冷淬火，660℃×30min空冷。
对W6系列高速钢，在调质后和淬火前，还需进行去应力退火，以防淬火时晶粒度不均匀，
模具钢的调质
在模具制造中，调质仅适于碳素工具钢及低合金工具钢
（1）碳素工具钢的调质规范
800~820℃水（或盐水）冷却500~550℃×1~2h回火，硬度为24~28HRC；
（2）低合金工具钢的调质规范
Cr钢、CrWMn：840~860℃油冷淬火，600~720℃×2h回火，硬度为24~28HRC；
9Mn2V：800~820℃油冷淬火580~600℃×2h回火，硬度为24~28HRC；
本篇文章来自:工程材料与热处理技术 (http://www.ent100.org.cn),更多请参考以上网站.
模具钢一般具有较高的含C量和合金元素含量，亦即具有较高的碳当量。其淬火组织主要是凸镜片状的高碳（孪晶）马氏体，这种马氏体片之间大致呈50°夹角“Z”字形排列，而且马氏体片在爆发形成时以1500~2000m/s的速度与相邻的马氏体片发生剧烈的撞击，一片马氏体形成的时间仅需10-7s,后形成的马氏体以极高的速度冲击先形成的马氏体片，产生很大的应力场；由于这类马氏体属于{225}γ型，不易发生塑性变形来松驰这种应力（马氏体片的中脊乃是密度更高的极细孪晶），所以极易形成“穿片型”显微裂纹，这些显微裂纹即使在高达704℃的温度下进行长达63h的高温回火，也难以完全焊合。有资料介绍：对于模具钢，尤其是含C量较高的钢，最多只能重淬一次，原因是每重淬一次，就产生并保留一批裂纹。事实上，模具钢若以调质作为预备热处理，其最终热处理的淬火等同于重复淬火，这种隐含一定数量微裂纹的模具钢在放电加工过程中，具有极强的开裂敏感性。
另一方面，调质对改善过共析成分的高合金钢内部组织的效果并不显著。以Cr12型钢为例分析说明之：Cr12型钢属于莱氏体钢，其中的合金元素Cr是提高碳化物不均匀性的一个极强烈元素，在Cr12型钢中，含Cr量高达11~13%，淬火后的Cr12型钢，其组织为淬火马氏体（M淬）+残余奥氏体（A′）+未溶碳化物（Cm），未溶碳化物主要以（Cr，Fe）7C3状态存在。当淬火后的Cr12型钢经高温回火达650℃左右时，原淬火组织中的M淬、A′和Cm均发生一系列复杂的变化，马氏体可发生连续式分解并产生不同类型的Cm， A′则分解为固溶体和Cm，而未溶Cm则开始聚集、长大，从而使钢中的Cm再次呈现不均匀分布现象，致使钢件的切削性能大为降低，同时使淬火变形率呈上升趋势。
大量实践证明，Cr12型钢调质如此，G Cr15、W18 Cr4V、ASSABS136、3 Cr2W8V莫不如此。
高速钢的调质
如前所述，高速钢（特别是W18 Cr4V）属于莱氏体钢，碳化物偏析倾向较大，一般不作调质处理。但在一些特定条件下，如为了改善高速钢铣刀的铲削性能，提高表面光洁度，也有在退火之后作调质处理的。
高速钢的调质又称不完全淬火，一般设计为34~43HRC，但实践证明，硬度为35±1HRC时，铲齿不光滑，齿形光洁度不足6级，从而影响到铣刀的铲削性能，当硬度值高于41HRC时，铲齿困难，生产效率低，刀具磨损快。有资料介绍，最佳调质硬度为38~40HRC，与此相适应的工艺为850~900℃油冷淬火，660℃×30min空冷。
对W6系列高速钢，在调质后和淬火前，还需进行去应力退火，以防淬火时晶粒度不均匀，
模具钢的调质
在模具制造中，调质仅适于碳素工具钢及低合金工具钢
（1）碳素工具钢的调质规范
800~820℃水（或盐水）冷却500~550℃×1~2h回火，硬度为24~28HRC；
（2）低合金工具钢的调质规范
Cr钢、CrWMn：840~860℃油冷淬火，600~720℃×2h回火，硬度为24~28HRC；
9Mn2V：800~820℃油冷淬火580~600℃×2h回火，硬度为24~28HRC；
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