国标W18Cr4V高速工具钢在模具制造热处理的淬火温度有何要求
国标W18Cr4V高速工具钢在模具制造热处理的淬火温度要求较为严格,这是因为淬火温度对其组织转变、力学性能以及Zui终模具的质量和使用寿命都有着至关重要的影响。以下是关于淬火温度要求的详细介绍:
### 淬火温度范围
- 一般来说,国标W18Cr4V高速工具钢的淬火温度范围在1270 - 1290℃。这个温度区间是经过大量实验和实践验证的,能够使钢中的合金元素充分溶解,形成均匀的奥氏体组织,为后续获得良好的综合性能奠定基础。
### 温度要求的原因
- **合金元素充分溶解**:W18Cr4V高速工具钢中含有多种合金元素,如钨(W)、铬(Cr)、钒(V)等。在淬火加热过程中,只有将温度控制在合适的范围内,这些合金元素才能充分溶解到奥氏体中。例如,钨元素的溶解可以提高钢的红硬性和热强性;钒元素的溶解有助于形成细小、弥散分布的碳化物,提高钢的硬度和耐磨性。如果淬火温度过低,合金元素不能充分溶解,会导致模具的硬度、红硬性和耐磨性等性能达不到要求。
- **避免晶粒粗大**:淬火温度过高时,奥氏体晶粒容易长大。粗大的晶粒会使模具的强度和韧性下降,增加淬火裂纹的敏感性,降低模具的使用寿命。例如,当淬火温度超过1300℃时,W18Cr4V高速工具钢的奥氏体晶粒会显著长大,导致模具在使用过程中容易出现脆性断裂。因此,将淬火温度控制在1270 - 1290℃,可以有效避免晶粒粗大,保证模具的综合性能。
### 温度控制的方法和注意事项
- **加热设备的选择和校准**:为了确保淬火温度的准确性,需要选择精度高、温度均匀性好的加热设备,如盐浴炉、真空炉等。同时,要定期对加热设备进行校准和维护,保证其温度显示和控制的准确性。例如,每月对加热设备进行一次温度校准,检查热电偶的准确性,及时更换损坏的加热元件。
- **加热速度的控制**:由于W18Cr4V高速工具钢的导热性较差,加热速度过快会在模具内部产生较大的热应力,导致变形甚至开裂。因此,在淬火加热时,通常采用分段加热或预热的方式。例如,先将模具在800 - 850℃进行预热,保温一段时间后再升温至淬火温度,这样可以减少热应力的产生。
- **模具尺寸和形状的考虑**:模具的尺寸和形状对淬火温度的均匀性有一定影响。对于尺寸较大或形状复杂的模具,在淬火加热时要适当延长保温时间,以保证模具各部位的温度均匀一致。例如,对于大型模具,可以适当降低加热速度,增加保温时间,避免出现局部过热或冷却不均匀的情况。