要求紧固件中硫、磷、锰和硅的含量要低，质量要求十分严格，成形后采用再结晶退火处理，以消除冷拔过程中的加工硬化，恢复材料冷拔前的塑性和获得细晶粒的组织，即获得需要的力学性能。2)冷镦、冷挤件的热处理。3)常见35钢、45钢螺栓和螺母的热处理工艺见表7-24。......
2023-08-18
汽车零件热处理技术及模具制作
【摘要】：文献指出，H13钢在550～600℃的高温下服役，可用冷却液等反复冷却，其热疲劳性能好，加上具有良好的强韧性，比较适合制造热锻模具。H13钢曲轴锻模、连杆锻模热处理后的主要性能指标见表8-29，其热处理工艺如图8-27所示。图8-26 H13钢热锻模的锻后等温球化退火工艺表8-29H13钢曲轴锻模、连杆锻模热处理后的主要性能指标图8-27 H13钢热锻模的热处理工艺
曲轴锻模、连杆锻模是典型的热锻模，其工作条件十分恶劣，采用摩擦压力机进行锻造，始锻温度为1130～1140℃，终锻温度为850℃，模具型腔采用石墨＋水的胶状混合物冷却并起到脱模的润滑作用，其局部温度在500℃左右。由于高温曲轴、连杆锻件的反复加热、冷却以及强烈的摩擦等，使模具的型腔承受很大的冲击载荷的作用，故其主要失效形式为热疲劳和热磨损造成的型腔塌陷。
采用H13钢的原因在于该钢含有较多的铬、钼和钒等碳化物形成元素，碳含量较低，铬含量较高，故钢的抗氧化性、淬透性、耐热疲劳性能与韧性均较好。钼和钒形成M6 C和MC型碳化物，其溶解温度都较高，故可以细化奥氏体晶粒，回火过程中析出M2 C和MC型弥散碳化物，从而提高了二次硬化效果，提高了钢的热强性和热稳定性。文献指出，H13钢在550～600℃的高温下服役，可用冷却液等反复冷却，其热疲劳性能好，加上具有良好的强韧性，比较适合制造热锻模具。
1.热锻模改锻后的退火处理
切取棒料后进行锻造，随后进行球化退火处理，得到了点状和球状珠光体组织，其基体硬度在223HBW以下，球化退火后获得细化碳化物，使碳化物带状偏析得以均匀化，便于进行切削加工和为最终的热处理做好组织准备。H13钢热锻模的锻后等温球化退火工艺如图8-26所示。
2.热锻模的最终热处理
对加工完毕的热锻模进行热处理，以获得所需要的设计性能，包括耐磨性、疲劳抗力、耐蚀性、热稳定性等，由于该模具在高温下服役，故进行高温淬火＋高温回火处理，目的是确保在高温下模具可正常工作，而不会造成模具的早期失效。
在850℃左右进行充分预热，最后在1060℃的高温加热，目的是使碳化物溶解到奥氏体中，油冷淬火后，进行两次590℃的高温回火＋一次低温去应力回火，获得了回火托氏体＋回火索氏体＋碳化物等组织，硬度为49～52HRC。为避免高温回火时出现贝氏体脆性，故选择了油冷淬火处理。考虑到回火二次硬化后硬度虽高，但韧性差，故选择了590℃的高温回火，有效避开了回火二次硬化温度区间，回火时没有明显的硬化现象，同时也赋予了模具最佳的强韧性配合。
通过等温球化退火的预备热处理工艺来细化碳化物，并均匀带状组织，在进行中温预热和高温加热、油淬以及三次回火后，模具有高的热强性和韧性，充分满足了热锻模服役条件的需要。
事实表明，该热处理工艺使热锻模既有足够的热强性，又有较高的韧性，故其抗热疲劳性能较好。H13钢曲轴锻模、连杆锻模热处理后的主要性能指标见表8-29，其热处理工艺如图8-27所示。
图8-26 H13钢热锻模的锻后等温球化退火工艺
表8-29H13钢曲轴锻模、连杆锻模热处理后的主要性能指标
图8-27 H13钢热锻模的热处理工艺
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