工艺与设备 消除 D6AC 钢过热组织的微细化处理 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所( 成都610003) 黄文荣 汤光平 邱志勇图1所示,D6AC钢制半成品件重约1t, 是外圆内孔已全部加工到尺寸的筒体工件, 在制造过程中发现 原材料组织过热。 对此进行了分析, 并研究了低温晶粒微细化处理对组织和变形量的影响, 消除了严重过热 组织, 解决了大型工件的热处理变形问题。D6AC 钢原材料严重过热时, 晶粒粗大达- 3级, 并 有魏 氏组 织 ( 图2) , 最大 晶 粒尺 寸 为1. 2mm0. 8mm。 过热组织对热处理变形、 开裂和力学性能有 不利的影响。 可采用微细化处理工艺消除过热组织, 在图1 筒体半成品件图2 过热组织 200(a) 表层 (b) 心部AC3以上温度快速加热和冷却, 反复多次, 或先在AC3 以上温度快速加热和冷却后, 再在AC1以上温度快速加热和冷却, 进行多次循环。 另外, 在 AC1AC3之间复 相区处理有细化晶粒的效果, 可使晶界面积增加1015倍。经研究采用了在略高于AC1的745复相区进行快速加热冷却的微细化处理工艺。 用过热的D6AC钢试样作工艺试验。 试样化学成分如表1所示。 表1 D6AC钢化学成分w(% )CSiM nPSCrNiMoV0. 420. 480. 150. 300. 690. 900. 025 0. 0150. 801. 050. 400. 700. 901. 100. 050. 16采用此工艺处理后的试样, 过热组织和魏氏组织 已全部消除, 晶粒度达8级(图3、 4)。 从组织照片可看出, 组织均匀。 工件采用上述微细化处理并调质后, 硬度为(3943)HRC, 其变形量与具有正常原始组织的相同, 内外 圆柱尺寸变形量 0. 10mm, 在?420+ 0. 36+ 0. 263mm的公差 范围内(见表2), 完全达到了调质处理后不需精加工的 要求。图3 745雾冷后组织(a) 100 (b) 50029 金属热处理 1997年第10期图4 745雾冷后晶粒度8级 200表2 ?420+ 0. 36+ 0. 263圆柱处变形(mm)工件组织状态口部中部正常组织过热组织经微细化处理0. 050. 060. 050. 060. 070. 080. 070. 09由此可见, 采用使晶粒微细化的上述工艺, 加热温度低, 不需多次反复处理。 这样既减少了工件的变形, 节省能源, 又可获得细小组织。 此外, 采用这一低温微细化处理工艺, 不仅改善了原始组织, 工件的力学性能 也同样得到改善。( 收稿日期: 1997年4月12日)压铸模真空热处理易普森工业炉( 上海) 有限公司北京办事处( 北京100027) 濮绍雄1 前言随着汽车工业以及其他机械行业的发展, 压铸件的生产逐年增多, 因此对压铸模的需求也随之增大。 另 外由于广泛采用数控机床来加工模具, 模具型腔的加工精度越来越高, 型面也更加复杂, 这就对模具的热处 理提出了更高的要求。 一般说来, 虽然在模具制造成本中, 热处理仅占5% ( 材料占15% , 机械加工占80% ), 但 是, 只要模具设计合理, 材质是好的, 那么热处理的好坏对模具使用寿命便起了决定性的作用。 业已发现, 与 常规的盐浴炉加热淬火、 流态床热处理及在可控气氛下加热淬火相比, 真空热处理具有表面质量好、 变形小 等突出优点。 以真空热处理压铸模来取代其他热处理工艺已成为一种趋势。 2 真空热处理工艺的制订及优化就压铸模的使用寿命而言, 与其直接有关的不仅仅是硬度, 更为重要的是韧性及断裂韧性, 因此, 在制 订真空热处理工艺时, 特别在选择淬火冷却速度时最终能得到理想的组织是至关重要的, 现对常用来制造 压铸模的 H13钢的热处理工艺的制订进行探讨。首先根据 H13钢的连续冷却转变曲线(CCT) , 弄 清楚奥氏体在不同的冷却速度下相变的关系(见图1),从图中可以看出, 奥氏体化温度为(9951040) , 曲 线 a, 可完全避开碳化物析出及珠光体、 贝氏体形成区而得到完全马氏体。 曲线 b 为分级淬火, 自奥氏体化温 度快速冷却至 MS点以上370左右的等温带, 均热时通过贝氏体形成区以后继续快冷至室温, 由于同样避 开了碳化物析出区而得到下贝氏体。 曲线 c 因奥氏体冷却稍慢, 通过了碳化物形成区的尖端, 但避开了珠光体及贝氏体形成区, 因此所得到的为马氏体及晶界析 出少量碳化物的组织。 曲线d在高温可以与曲线c相同的速度冷却, 但冷却至570左右(分级) 均热后再继 续快冷并通过贝氏体形成区冷却至室温, 此时所得到的组织为马氏体+ 贝氏体及少量晶间碳化物。 曲线 e 冷速最慢, 在高温段通过碳化物析出区较长, 然后同样在570左右保持一段时间再继续冷却通过上贝氏体 形成区冷却至室温, 因此淬火后的组织为上贝氏体+大量晶间碳化物。 当淬火冷却速度比曲线 e 还慢, 还可 能在大型模具的心部, 除了有大量晶间碳化物析出外尚有珠光体。图1 H13钢 CCT 曲线及不同冷却速度与相变的关系濮绍雄: 高级顾问。 收稿日期: 1997年4月13日30 金属热处理 1997年第10期