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大型5CrMnMo钢锻模采用高频猎豹加速器进行热处理产生裂纹的原因分析及其工艺改进

信息来源:猎豹加速器厂家    2015-4-2 17:05:46      点击:

5CrMnMo热作模具钢常用于中小型锻模制造,而大型和特大型锻模通常采用5CrNiMo钢、5CrNiW钢或5CrNiTi钢制造,以获得良好的淬透性与强韧性及长的疲劳寿命。某热锻模尺寸为600mm x600mm x350mm,已属大型锻模,但受材料限制,采用5CrMnMo钢生产,热处理采用高频猎豹加速器进行850℃加热油冷淬火处理。生产中发现,大锻模常发现锻模四角处产生弧形裂纹,造成锻模失效报废。

检验发现,大型锻模淬火裂纹大多出现在锻模四角部位,呈弧形裂纹状。分析认为,这是由于5CrMnMo钢淬透性不足,大型锻模件淬不透,在工件淬火时油冷时间过长及回火工艺不当,使锻模淬火应力过高产生淬火裂纹,造成工件失效破坏。

5CrMnMo钢锻模热处理工艺改进要点如下:

(1)提高淬火温度。采用50kw高频猎豹加速器进行热处理,淬火温度应提高50℃,提工件淬火温度作用有:一是淬火温度提高,使奥氏体更趋均匀化,使局部高碳形成针状马氏体的可能性减少,工件获得更多板条状马氏体,工件强韧性综合强度好,工件脆性减少;二是使工件中更多的Cr、Mo等合金元素溶入奥氏体中,固溶强化作用增强,工件热强性提高;三是使模具淬透性增加,使锻模抗疲劳性能得到提高。

(2)SCrMnMo钢油冷淬火中,如出油时间晚易产生淬火裂纹,为此必须控制油冷淬火冷却时间。

(3)模具淬火从油中取出时,表面温度约200℃左右,而心部为400℃上下,如立即进行180℃回火,心部仍继续马氏体转变,但表面马氏体转变已完成,表面硬化,心部马氏体转变使体积胀大产生拉应力,使工件产生裂纹。此时,如入490℃回火炉中回火,工件心部形成低强度韧性的上贝氏体组织,模具性能。因此,上面两种处理均不宜采取。改进工艺,采用将锻模冷至Ms点(≈220℃)后,进行等温处理(280℃),工件心部获得下贝氏体组织,整个模具的组织为板条马氏体+下贝氏体复合组织,工件强韧性和抗热疲劳性能高,模具使用寿命较大延长。

大型5CrMnMo钢锻模采用改进工艺后,消除了淬火裂纹事故,模具性能优良,使用寿命明显提高。生产应用表明,锻模工作寿命由以前2000件提高至6000件左右,工件服役寿命是原工艺的3倍,技术经济效益显著。