60 科技创新导报Science and Technology Innovation Herald 2011 Science and Technology Innovation Herald 工业技术科技创新导报 1 5CrMnMo模具的常规工艺及其失效原因分析作为目前国内较为流行的锻模材料, 5CrMnMo具有良好的抗热烧蚀性、导热性、淬透性以及冲击韧性,但由其制成的模具长期在高压、三牛代理注册高应力以及反复急速加热与冷却等恶劣条件下工作,极易产生疲劳裂纹或变形塌陷,平均寿命只有2000件左右,不利于锻件生产质量和效率的提高。 :下料→锻造→退火→机加工→探伤→机加工成形→打磨型腔→热处理→打磨抛光型腔→探伤→检验。在5CrMnMo热锻模具的加工中,由于毛坯锻造后晶粒较粗大,组织不均匀,机加工困难。因此通常会采用进行预先热处理以改善化学成分的偏析程度和组织的不均匀性,以消除毛坯锻造后的内应力。加热到淬火温度后,保持一定时间,放入油中冷却,淬火冷却至200℃左右及时回火,共进行四次回火。可参考的工艺参数为:600 ℃~650℃(4~5) h,830℃~850℃(5~ 6) h,480℃~500℃6h回火。在这种常规工艺处理过程中,当表面冷至200℃出油时, 心部温度仍较高,于是心部大量残余的奥氏体回火时会转变为珠光体或粗大的强度较低的上贝氏体,形成的模具强韧性下降, 裂纹扩展阻力较小,寿命普遍不高,使用中常有早期脆断或热疲劳裂纹出现。 45Cr钢锻件胚料在预锻及终锻过程中,模具型腔表面都要在2~4s内被加热至 600℃以上,当型腔预热至150℃左右时,型腔表面温度一般在700℃以上,一旦工作温度超出淬火后的回火温度,就会引起模具的急剧软化,使模具强度和硬度大幅度降低,并产生加速其磨损失效的微裂纹。 ,由于受到急剧的冷热交替作用, 当温度超过相变点时,模具会产生拉伸与压缩交变的应力,在应力超出模具的屈服强度时,即可能出现塑性变形,从而生成裂纹。,模具在工作中也必须同时承受压应力、拉应力和附加弯曲应力等巨大负荷,型腔表面与高温金属接触产生了强烈的摩擦力,高温和高压的共同作用很大程度上缩短了模具的使用寿命。 2 模具热处理的工艺改进从上述分析可以看出,想延长5CrMnMo 模具的使用寿命,必须做到:提高表面硬度, 以提高型腔的耐磨性;提高淬透性,即增加硬化层的厚度,以提高型腔的抗塌陷(塑性变形)能力;提高奥氏体化温度,以提高淬透性、红硬性、热稳定性及冷热疲劳抗力。 ,可利用提高淬火温度的方法将碳化物分布得更加均匀并充分溶解,提高其Ms 点,从而在淬火时可得到更多的板条马氏体,尽可能地增加模具的强韧性。在试验中,将原工艺温度的840℃提高到了900℃, 这一温度还有助于更多的Cr、Mn等合金元素溶入奥氏体中,并有利于模具淬透性的增加。 ,为获得M/B下的