? 链条制造用几种模具热处理工艺改进及表面改性-制作工艺-广州隆德链条重机有限公司
产品中心

传动链条

小型输送链条

大型输送链条

特种输送链条

工程链条

起重链条

不锈钢链条

顶板链/链板

链轮

同步带轮

齿轮齿条

蜗轮蜗杆

联轴器

联结件

圆环链&吊具

输送带

胀紧套

离合器

过载保护设备

制作工艺

链条制造用几种模具热处理工艺改进及表面改性

日期：2016-07-11 15:13:48

  一、Cr12MoV钢冷冲压模具线切割时开裂

链板落料凹模外形尺寸为413mm×274mm×70mm，距模具周边25mm左右分布14个Ф12mm通孔，技术要求60～62HRC。我们采用高温箱式炉氩气保护1030℃加热，缓冷至850℃，入60℃油冷至150℃左右出油，入180℃井式炉回火，3小时回火2次，冷却至室温后又在170℃回火炉中回火12小时，硬度60～61HRC。该件交付用户后，经过表面磨削又进行线切割加工，线切割加工到一半时，出现开裂，纵向二道裂纹，横向二道裂纹，使模具报废。

经过失效分析，我们认为该模具的热处理工艺操作正常，主要原因是该模具的设计及冷加工工艺不合理，一是硬度要求高，60～62HRC使得高温回火不能进行，只好采用低温回火，而应力消除不好造成线切割加工过程中应力释放而开裂；二是线切割工艺不当，模具的尺寸要求线切割沿周边52mm割去心部，在线切割前没有任何的工艺孔释放应力，使得模具在线切割过程中开裂；三是锻造厂家只能提供6级碳化物级别的模具坯料，加上退火不好，造成热处理后应力增大。

解决办法为：一是降低硬度为58～60HRC，采用1060℃油冷和520℃×3h，二次回火，高淬高回的工艺，保证硬度的同时消除内应力。二是热处理前把模具加工成空心形状，除去心部应力。三是要求锻造厂家按国家标准锻造及退火保证锻件质量。这样随后加工的模具，保证了产品质量，满足了客户的要求。

二、H13铝合金挤压模淬火后开裂

外形尺寸为Ф270mm×210mm内孔为Ф170mm的铝合金挤压模具，两个工件出自不同的锻造厂家和不同的冷加工厂家，我们采用真空炉加热，1030℃保温缓冷后入35℃油中冷却80℃左右出油空冷，在室温下放置1小时后，其中一件沿表面的沟槽开裂。查其原因：一是油冷时油温较低，应该采用60℃油中冷却；二是出油温度低，应该在150℃左右出油；三是出油后应及时回火；四是冷加工时刀痕的影响，失效分析指出裂纹是沿表面的沟槽开裂，这个工件的沟槽底部不如另一件那样有过渡圆角；五是模具原料可能有问题，客户明确说明，此件是试验件。

三、Cr12钢冷作模具磨削裂纹

有一个客户的Cr12冷作模具经常出现明显的磨削裂纹，并且表面的磨削痕迹很明显。经过反复研究与探讨，一是和用户协商，改变磨削工艺，改变砂轮粒度及磨削进给量；二是改变原材料进货渠道，争取购进合格的Cr12锻造坯料，保证原材料质量；三是和用户协商降低热处理后的硬度为58～60HRC，四是改进热处理工艺，采用1030℃加热及520℃回火的高淬、高回的工艺，保证了热处理后应力更好消除，以避免开裂。这样，以后热处理后模具的磨削裂纹减少了许多。

四、DC53及Cr12钢冷作模具的热处理后的尺寸变化及控制

一个客户的DC53模块，尺寸为90mm×80mm，淬火时经常发生缩小。有一次8个模块采用1030℃真空炉加热，缓冷0.5分钟，油淬，油温为60℃，500℃×2h二次回火后，90mm长边缩小了0.3mm，80mm短边缩小了0.29mm。查其原材料淬火时大致尺寸变形为表1所示，回火后要缩小0.10mm左右。

为此经过研究分析，我们决定改进热处理工艺，把加热后出炉缓冷的时间由0.5分钟增加至2分钟，再经过处理的模块就控制在+0.10mm左右，满足了客户的要求。查其主要原因是：原来采用真空炉加热时，缓冷时间短而在随后的油冷时，导致热应力为主而使得材料发生缩小，在随后的热处理工作中，我们掌握了这一规律，使得模具的热处理变形得到了很好的控制。

一次客户送来两套外形尺寸最大为600mm×350mm×90mm的凸凹模，型腔已经由线切割加工完毕，要求硬度的同时，必须保证不缩不涨，否则会造成废品。为此我们根据经验，确定了工艺，把缓冷时间定为3分钟，淬火回火后不但达到硬度要求，并且尺寸仅涨大0.1mm，满足了客户的要求。另外，还有根据材料的特性来确定淬火回火工艺参数。以控制变形。例如，对于一些国外进口的模具钢，大多给出了淬火温度和回火温度尺寸改变的影响曲线及图表，对于淬火如表1所示，对于回火一般的经验是Cr12类模具钢的回火尺寸变化从200℃到500℃时逐渐缩小，但到500℃时则开始涨大，并且轴向和径向变化率并不相同。所以在生产中应该把握各个钢种的变形特点，并参考硬度及强度，要求合理制定热处理工艺，才能满足客户要求。

五、消除应力的几种办法

为了消除机加工应力，以减少淬火时的变形或开裂，对于一些形状复杂或多孔的模具，应该在粗加工和精加工之间增加一次去应力的高温回火（或是调质），可是实际上因为冷加工时增加这道工序影响加工周期，模具生产厂家在半精加工，甚至精加工后才把模具送到我们工厂进行热处理，这样使得热处理时，冷加工的残余应力释放而使得变形增加。

另外，由于不少厂家为了降低生产成本而购买价格低廉的模具原料。这些原料生产厂家并没有很好地进行锻造和球化退火，也使得随后的热处理过程中应力释放和组织不均匀性导致模具变形。

为此，对于一些重要模具，我们在进行热处理之前，增加一道去应力回火的工序，一般采用350℃～400℃、6～12h出炉空冷，或650℃～700℃、2～4h炉冷至500℃出炉的热处理工艺。经过这样预处理的模具变形大大降低，保证了热处理后的模具尺寸合格。

对于热处理后需要渗氮处理的有些模具，淬火后回火温度为570～580℃，以保证随后的570℃左右的渗氮处理时，工件不发生变形。

六、T10钢冷挤压凹模高温淬火表面改性

T10钢模具常规的淬火工艺为800℃，硬度可达到62HRC，但这样处理的链条滚子冷挤压凹模寿命仅为2000次左右，就因为内孔磨损超差而失效。经研究及工艺试验，我们把外形尺寸为Ф100mm×50mm的冷挤压凹模加热温度定在960℃，保温为15min，在盐炉加热出炉后内孔喷水冷却，内孔周边1.5mm内硬度较高，为66～67HRC，大大提高了耐磨性，模具寿命提高至26000次，使用寿命提高10倍以上。

七、专利技术的盐浴氮化工艺

2000年大连圣洁公司和法国HEF集团合资成立了大连施福圣洁表面处理技术有限公司，引进了法国专利技术的盐浴氮碳共渗工艺，即SURSULF和ARCOR技术，这是在570℃盐浴中对模具进行硫碳氮共渗，之后还可以在400℃的盐浴中进行表面处理，使工件变黑，并增加表面硬度、耐磨性及抗腐蚀性。

这一工艺过程是在一条生产线上完成的，包括前后清洗和一个井式预热炉、一台井式SURSULF和一台井式ARCOR炉，这些炉子都是采用计算机控制，智能仪表控温，晶闸管调功调压，控温精度在±3℃。工件首先经过清洗除油，再经400℃预热，入570℃SURSULF炉渗氮之后，根据需要再进行ARCOR处理为经过SURSULF处理的不同型号材料的化合物厚度与硬度及扩散层厚度。

通过对比可发现，这种工艺处理的模具工件的硬度要比其他渗氮工艺硬度高、耐磨性好，且变形小，并且生产周期特别短，一般仅用0.5～1.5h即可完成渗氮工序，而相同渗层的气体渗氮则需要4h以上，离子渗氮则需要12h以上

这个工艺的实施大大提高了模具的使用寿命，降低了加工成本，并且节省了大量的加工工时。

八、专利技术的盐浴渗钒

盐浴渗钒是在中高碳钢或合金钢表面，被覆硬度为2800～3200HV的钒碳化物层，以提高模具的耐磨性和抗咬合性能。

1渗钒设备、渗剂、材料及工艺

渗钒可在高温坩堝电阻炉内进行。

渗钒盐浴成分可采用：80%～85%Na2B407+15%～20%FeV(钒铁含钒43%，粒度0.154～0.100mm)硼砂盐浴呈碱性（PH=9）。

T8、T10、CrWMn、Cr12、W18Cr4V和45钢等均可作渗钒模具材料。

模具渗钒温度为850～1000℃，渗钒时间为2～6h。

模具渗釠后可进行空冷、油冷或水冷。

2.影响渗层深度的因素

（1）渗钒温度。表2为3种材料在渗钒温度与渗层厚度的关系。

（2）渗钒时间。表3为3种材料的渗钒时间与渗层厚度的关系。

（3）钢的化学成分。在一定的渗钒温度和时间下，材料的供碳能力越高，渗层越厚。由表2和表3可知，以高碳钢的渗钒层为最厚。

3.渗钒层组织与成分

T8、T10、CrWMn、45#、Cr12、W18Cr4V钢的渗钒层主要由碳化物层和过渡层组成。

渗钒层（碳化物层）中的基本相结构，是有立心方点阵的VC多晶体构成，它既不是连续的单晶体，也不是多相氮化物的混合结构。用高铁氰酸钾蒸馏水溶液进行浸蚀后，可清楚地观察到碳钒晶粒之间存在着明显的晶界。过渡层的碳含量和钒含量比碳化物层低。

盐浴渗钒可以用于链条零件的冲裁模、弯曲模、挤压模、深冲模、切边模、冷锻模、制管模和粉末冶金模等各种冷模具的处理，使用寿命与渗氮处理的模具相比，可提高几倍至几十倍（大连圣洁公司申报了发明专利）。

例如冷墩M20六角螺母用的凹模，经渗钒后的使用寿命为可冲150000件，比常规热处理的模具高9倍，比盐浴渗硼的高0.5倍，且无剥落和起皮现象发生。

KT10-25控制器半环落料模（组合模具），渗钒后在10t冲压机上使用时，刃磨寿命可冲Q235钢半环80000件，与常规热处理的模具相比可提高3倍。

九、结语

在热处理实际生产服务过程中，只有根据理论及实际经验，严谨地制定出合理的工艺制度，并在操作过程中严格执行，才能保证加工的产品满足客户的需要。大连圣洁热处理专业厂因为采用了正确的工艺制度，克服了模具热处理的变形开裂及线切割和磨削后的裂纹，并通过专有技术对一些模具表面进行改性，大大提高了工件的使用寿命，满足了用户的要求。

?

公司地址：广州市黄埔区黄埔东路9号 　　联系电话：020-22197679 22197689 22197889 　　粤公网安备 44011202001507号 广州隆德链条重机有限公司 版权所有 粤ICP备11100883号