汽车零件真空热处理实用技术

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：表9-18为部分模具材料的真空热处理工艺参数。采用真空热处理工艺，其工艺曲线如图9-13所示。

1.模具的典型真空热处理工艺

模具经过真空热处理后，具有表面清洁、光亮、变形小等特点，故具有高的使用寿命，事实证明采用真空处理的模具，其寿命比盐浴炉、可控气氛炉等处理的至少提高50％。表9-18为部分模具材料的真空热处理工艺参数。

表9-18部分模具材料的真空热处理工艺参数

文献指出，9SiCr、Cr12MoV钢制M12螺栓切边模常见的失效形式为切向开裂、崩刃、磨损、孔变形等，使用寿命仅为10000余件，而采用6Cr5Mo3W2VSiTi（LM2)钢制造切边模并经过真空热处理后，使用寿命提高5～7倍。Cr12MoV钢制搓丝板980℃预热、1050℃淬火加热油冷后，在170℃回火2次，每次90min，与盐浴炉处理的搓丝板相比，其畸变明显减小。Cr12MoV钢制搓丝板真空与盐浴热处理后的畸变见表9-19，Cr12MoV钢制搓丝板真空热处理后的使用寿命见表9-20。

表9-19Cr12MoV钢制搓丝板真空与盐浴热处理后的畸变

表9-20Cr12MoV钢制搓丝板真空热处理后的使用寿命

2.65Mn钢薄片弹簧支架的真空热处理工艺

0.3mm厚65Mn弹簧片是电视机上用于选择频道的按键支架，其热处理的最大问题是淬火变形，采用电炉、盐浴炉均不能满足要求。采用真空热处理工艺，其工艺曲线如图9-13所示。在680℃预热（相变点附近)，升温速度缓慢，受热均匀，应力小，经过预热、淬火保温移至冷却室油冷，为了减小变形，不开启淬火油搅拌系统，延长蒸汽膜阶段。需要注意的是，对于这种薄而细长的弹簧片而言，真空热处理前的预应力即装夹状态对热处理后的变形影响很大，加热与冷却过程中，自重、相互挤压力不均甚至振动等都会导致变形，因此应设计专用夹具（图9-14)，保证各弹簧片之间以及弹簧片与夹具之间紧贴，受力均匀，有效控制热处理变形。

图9-13 0.3mm厚65Mn弹簧片及其真空热处理工艺曲线

a)形状尺寸 b)真空热处理工艺曲线

3.W18Cr4V钢轧压辊的真空热处理工艺

纺织印染机铜芯钢模的辊压模采用W18Cr4V钢制造，要求硬度为62～64HRC，从其工作状态来看，辊压模应进行无氧化加热，为确保牙型符合要求，应采用真空热处理。W18Cr4V钢轧压辊工作状态与真空热处理工艺如图9-15所示。其真空热处理工艺为850℃预热，1280℃加热，保温结束后油淬，模具入油后立即通入氮气，需要注意的是为确保辊压模的表面不产生白亮层，淬火前应采取适当的预冷措施，预冷时间应根据模具的大小、装炉量等确定。

图9-14 弹簧片装夹示意图

1—固定螺栓 2—上斜铁 3—弹簧片 4—底板 5—下斜铁

图9-15 W18Cr4V钢轧压辊工作状态与真空热处理工艺

a)轧压辊工作状态 b)真空热处理工艺

1—辊压模 2—模芯（工件)

4.H13钢气门热锻模的真空热处理工艺

根据气门锻模的技术要求，锻模采用真空热处理是最为合理的。通常锻模的真空热处理工艺路线为:汽油清洗锻模→装筐→500～550℃×90min一次真空预热→800～850℃×60min二次真空预热→1120～1140℃×40min真空淬火加热与充氮→淬火冷却→热水清洗→590～610℃×240min二次真空高温回火→质量检验。

采用真空淬火与回火后锻模的硬度为49～53HRC，整体呈银灰色，型腔变形量为0.03～0.05mm，满足了尺寸要求，实践证明，经过真空炉高温处理的锻模使用寿命比低温处理的寿命提高3～10倍，比盐浴处理的提高2～3倍。

H13钢锻模合金元素总量比3Cr2W8V钢少，1050℃的淬火加热温度不能充分发挥H13钢材料的性能，通过提高淬火温度可提高奥氏体的含碳量及合金化程度，高温回火马氏体的分解、晶粒再结晶、长大和碳化物的析出、聚集、粗化过程将被推迟并减慢，故确保了锻模具有更高的稳定性。

H13钢锻模受到强烈的冲击，对锻模的热稳定性要求较高，并且要求有高的硬度和良好的耐磨性，将加热温度提高到1140℃左右使尽可能多的碳化物溶解到奥氏体中，可使锻模保持高的硬度和热硬性以及足够的强度。

H13钢锻模宜采用热油进行淬火，否则会造成冷却不充分而降低基体的硬度，容易造成热磨损与型腔塌陷，当基体硬度低于35HRC时，无法保证正常的服役需要。

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