深冷工藝的生產使用效果
1、高速鋼冷作模具深冷處理
深冷處理過程中,大量的殘留奧氏體轉變為馬氏體,特別是過飽和的亞穩定馬氏體在從-196℃至室溫過程中會降低過飽和度,析出彌散、尺寸僅為20―60A并與基體保持共格關系的超微細碳化物,可以使馬氏體晶格畸變減小,微觀應力降低,而細小彌散的碳化物在材料塑性變形時可以阻礙位錯運動,從而強化基體組織。同時由于超微細碳化物顆析出,均勻分布在馬氏體基體上,減弱了晶界催化作用,而基體組織的細化既減弱了雜質元素在晶界的偏聚程度,又發揮了晶界強化作用,從而改善了高速鋼的性能,使硬度、沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。模具硬度高,其耐磨性也就好,如硬度由60HRC提高至62-63HRC,模具耐磨性增加30%―40%。
深冷處理后模具的相對耐磨性提高40%,延長深冷處理時間后,在硬度沒有太大變化的情況下,相對耐磨性有所增大。舉實例說明:
(1)凸模:汽車廠的高速鋼凸模,未經深冷處理時只能使用10萬次,而采用液氮經-196℃×4h深冷處理后再400℃回火,使用壽命提高到130萬次。
(2)沖壓凹模:生產使用結果表明,深冷處理后產量提高二倍多。
(3)硅鋼片冷沖模:為降低模具深冷處理后的脆性和內應力,將深冷處理與中溫回火相配合,可改善模具抗破壞性及其它綜合性能,模具的刃磨壽命提高3倍以上,穩定在5―7萬沖次。
2、H13鋼鋁型材熱擠模具深冷處理
H13(4Cr5MoSiV1)鋼是國外廣泛應用的一種熱作模具鋼。在我國近幾年來H13鋼被普遍推廣用于制造鋁型材熱作模具。鋁型材熱擠壓模具在生產過程中受高溫(4500C-5200C),高壓及鋁材的劇烈摩擦作用,模具的失效主要是由于磨損和熱疲勞,以及熱處理不當,導致早期失效(如斷裂、軟、塌、缺等因素)。目前,國內模具平均使用壽命與******還存在一定的差距。熱處理技術和表面處理技術的落后是造成模具壽命低的主要原因。經深冷處理使H13合金鋼的組織發生以下三個變化:1)殘余奧氏體一部分乃至全部轉變成馬氏體;2)殘余奧氏體的殘余部分組織相對穩定,其組織內部細化,所以得到強化,對韌性作出貢獻;