模具鋼能否使用保護(hù)氣氛加熱進(jìn)行熱處理?
模具鋼中有高碳類(lèi)、中碳類(lèi),熱處理加熱溫度有中溫和高溫。目前采用熱處理的爐型主要有中、高溫箱式電阻爐、鹽浴爐、真空爐。很少采用少無(wú)氧化的保護(hù)氣氛爐做模具鋼的熱處理。一方面是加熱元件和耐熱鋼合金的壽命短,另一方面是保護(hù)氣體的選用問(wèn)題。
例如:5CrMnMo等中溫加熱處理的模具采用箱式爐(或室式爐)進(jìn)行淬火加熱,為了避免氧化、脫碳,一般采用裝箱加熱,使用木炭或舊滲碳劑填充保護(hù)。這樣可能造成模具表面滲碳。滲碳除了掩蓋了模具本身的真實(shí)硬度外,主要缺陷還是極容易產(chǎn)生表面熱疲勞裂紋,異致早期脆裂或壽命降低,生產(chǎn)實(shí)踐中這種情況相當(dāng)普遍,一些鍛型模具的熱疲勞裂紋,實(shí)際就是由于滲碳而引起。
在實(shí)際生產(chǎn)中可以采用甲醇滴注式氣體作為保護(hù)氣體來(lái)處理中碳合金鋼模具,例如:H13、H11、3Cr2W8V、5CrMnMo、5CrNiMo等,熱處理奧氏體化加熱時(shí)間在4~6h時(shí),脫碳層小于0.6mm。使用甲醇?xì)怏w時(shí)注意在720℃以下溫度不要通入,防止引起爐內(nèi)氣體爆炸。甲醇?xì)怏w的通入量從排除廢氣的火苗高度來(lái)判別,一般在100~200mm就可以了。過(guò)小的通入量,氣氛的還原性不夠,雖然出爐的工件不會(huì)氧化,但是會(huì)增加脫碳深度。
對(duì)模具鋼進(jìn)行氮基氣氛保護(hù)淬火試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)1100℃ 以上加熱時(shí),碳勢(shì)控制不穩(wěn),甚至出現(xiàn)碳勢(shì)急劇下降現(xiàn)象。因此氮基氣氛熱處理使用溫度應(yīng)控制在1050℃以下為宜。
至于高碳合金模具鋼,例如Cr12型 冷作模具鋼的保護(hù)氣氛,仍然可以選用甲醇?xì)怏w