塑料模具718鋼材，模具鋼材深冷處理是什么工藝？模具鋼材深冷處理介紹

　　

　　　　蘇州市東锜精密模具有限公司是一家集高速工具鋼、合金工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、不銹鋼、彈簧鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼等特殊鋼材生產(chǎn)加工一體化的高科技型特鋼制品企業(yè)。

　　

　　

 

　　

　　　　模具鋼材深冷處理又稱作超冷處理或超低718鋼材的硬度溫處理。它是熱處理工藝在冷卻過(guò)程中的延續(xù)。深冷處理與一般的冷處理不同之處在于冷處理(SZ)的處理溫度約為-100℃以上，深冷處理(SSZ)的處理溫度則為-100℃以下。也有文獻(xiàn)表明，深冷處理是在-130℃或-160℃以下的處理溫度。早在100多年前，人們就將深冷處理應(yīng)用于鐘表零件，鑄件等產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)它能提高材料的強(qiáng)度、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命。如瑞士鐘表商就將鐘表中的一些關(guān)鍵零件埋到寒冷的阿爾卑斯雪山中，以提 零件的耐磨性和壽命。則一些有經(jīng)驗(yàn)的工具制造商則把工具鋼放到冷凍箱內(nèi)儲(chǔ)藏?cái)?shù)月，從而提高工模具鋼的使用壽命。深冷處理718h模具鋼成分更早是1939年由俄國(guó)人首先提出的。隨著液氮技術(shù)及保溫材料的發(fā)展，1965年美國(guó)將其實(shí)用化。隨即俄羅斯、日本等世界各國(guó)學(xué)者都對(duì)其進(jìn)行了較為廣泛而深入的研究。研究結(jié)果表明，材料經(jīng)深冷處理后的性能比一般冷處理后的性能好。深冷處理技術(shù)在二十世紀(jì)八十年代末傳人我國(guó)，開始在工具鋼、模具鋼材上進(jìn)行應(yīng)用研究，而在鑄鐵合金和有色合金材料等領(lǐng)域研究得很少。

　　

　　　　㈠深冷處理的作用

　　

　　　　深冷處理能大幅度提高材料的機(jī)械性能和使用性能，目前對(duì)其作用機(jī)理的研究大致可歸納如下：

　　

　　　?、焙辖鸩牧显诖慊鸷髿堄嗟膴W氏體在深冷過(guò)程中進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成馬氏體，并使馬氏體組織更加穩(wěn)定。

　　

　　　　⒉合金材料中馬氏體內(nèi)分布更多、更細(xì)的碳化物硬質(zhì)點(diǎn)，合金的組織變得更均勻、更致密、更細(xì)化。

　　

　　　　⒊低溫冷卻的收縮可伊材料本身存在的微小缺陷(如微孔、應(yīng)力集中部位)產(chǎn)生塑性流變：復(fù)溫過(guò)程中在空位表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這種殘余應(yīng)力可以減輕缺陷對(duì)材料局部強(qiáng)度的損害，更終表現(xiàn)為材料抗力的提高。

　　

　　　?、磳?duì)鋼或其他合金來(lái)說(shuō)，深冷處理能部分轉(zhuǎn)移金屬原子的動(dòng)能，原子間既存在使原子緊靠在一起的結(jié)合力，又存在使之分開的動(dòng)能。深冷處理正是部分轉(zhuǎn)移了原子間的動(dòng)能，從而使原子結(jié)合更緊密，提高了金屬性718h模具鋼每公斤多少錢能。

　　

　　　　㈡深冷處理工藝流程

　　

　　　　深冷處理工藝過(guò)程包括深冷方式、降溫速度、保溫時(shí)間、升溫速度、回火過(guò)程等工藝參數(shù)，這些參數(shù)都會(huì)對(duì)深冷處理效果產(chǎn)生較大的影響，而且不同的材料有不同的工藝參數(shù)。

　　

　　　?、鄙罾浞绞?/p> 　　

　　　　深冷處理通常使用液氮(-196℃)作為制冷劑。根據(jù)使用液氮的方法不同可分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接浸入液氮中，處理溫度可達(dá)-150℃以下，但是有較大的熱沖擊，容易造成某些材料的低溫脆性。氣體深冷法又稱作干式深冷法，即通過(guò)液氮的汽化潛熟(199．84kj／kg)和低溫氮?dú)馕靵?lái)致冷，處理溫度可達(dá)-196℃。由于沒有熱沖擊而較普遍采用。

　　

　　　?、采禍厮俣?/p> 　　

　　　　目前對(duì)升降溫速度有兩種意見。一種意見認(rèn)為工件的升降溫速度不能太快，即不贊成將工件直接浸入液氮中，因?yàn)榧だ鋵?dǎo)致工件內(nèi)部的應(yīng)力加大，易造成工件的變形或開裂。另一種意見則認(rèn)為可以快速冷卻或升溫，如此會(huì)使奧氏體失穩(wěn)，更易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，且直浸冷速比油淬慢，不易引起材料的變形或開裂。如前蘇聯(lián)“冷沖擊法”和日本的“深冷急熱法”等?？傊?，深冷處理的升降溫速度應(yīng)視具體的材料而定。

　　

　　　?、潮＠鋾r(shí)間

　　

　　　　在深冷溫度下保持的時(shí)間，應(yīng)與合金所設(shè)計(jì)的性能有關(guān)。如在鋼的深冷處理中，當(dāng)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體時(shí)，由于是非等溫變化，所以不需要保溫時(shí)間：如需要組織中析出碳化物，是等溫變化，必須有保溫時(shí)間。如有人對(duì)LD鋼的保溫時(shí)間定為l h'對(duì)硬質(zhì)合金和高速鋼采用長(zhǎng)達(dá)20h的保溫工藝。

　　

　　　?、瓷罾涔に図樞?/p> 　　

　　　　深冷處理安排在整個(gè)熱處理過(guò)程的哪道工序之后， 目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的說(shuō)法。有些文獻(xiàn)中安排在淬火后回火之前進(jìn)行深冷處理，有些文獻(xiàn)中安排在回火之后進(jìn)行，還有些文獻(xiàn)中安排在多級(jí)熱處理之間?？磥?lái)還718號(hào)鋼是根據(jù)更終所要獲取什么組織來(lái)決定的。

　　

　　　　⒌深冷處理次數(shù)

　　

　　　　一般認(rèn)為重復(fù)多次深冷處理比單次深冷處理的效果好。如前蘇聯(lián)采用的“熱循環(huán)穩(wěn)定處理法”：有的采用多次脈沖方式處理，認(rèn)為可以更大限度改善材料的力學(xué)性能：還有人認(rèn)為三次深冷可以使材料的抗沖擊磨損性能明顯提高。

　　

　　　?、缟罾涮幚淼膽?yīng)用

　　

　　　　深冷處理技術(shù)應(yīng)用很廣泛，涉及許多行業(yè)，如航空航天工業(yè)、兵器工業(yè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)、電子工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、木材加工業(yè)等等，其處理對(duì)象范圍也很廣泛，不僅有金屬材料如碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、模具鋼材、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、銅及其合金、鋁及其合金等，而且還有非金屬材料，如陶瓷、尼龍、塑料、橡膠制品、食物及藥品等。

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