加熱時間應包括升溫與保溫兩個階段。升溫是將模具加熱到指定溫度,而保溫則是使模具內外溫度均勻并完成預期的組織轉變。一般熱處理,升溫與保溫難以區(qū)分。以模具放入爐內起,到由爐中取出,在爐內總的停留時間稱為模具的加熱時間。在淬火加熱過程中,淬火加熱時間太長,模具表而易氧化脫碳,使性能變壞;加熱時間過短,組織轉變不能充分進行,得不到淬火的預期效果。一般說來,在保證模具內部組織充分轉變的情況下,應盡量縮短淬火加熱時間,這樣可以節(jié)約能源,降低費用。確定淬火加熱時間,應注意以下幾個因素:
鋼中碳與合金元素的增加,均使鋼材傳熱速度降低,所以高碳鋼的淬火加熱時間比低碳鋼長,合金鋼的淬火加熱時間比碳鋼長。工模具鋼中合金元素及碳含量較高,因而應保溫較長時間。由于模具形狀復雜大小不一,在生產中多以模具有效厚度作為加熱時間長短的依據,每種模具鋼淬火時加熱系數可從有關手冊查出,并計算出適當的加熱保溫時間。模具鋼淬火加熱最好采用鹽浴爐或真空爐加熱,鹽浴爐經常脫氧撈渣,一般先經過預熱,有時采用二級甚至三級分級預熱。這樣可減小模具在熱處理過程中的變形、開裂,并縮短高溫加熱時間,有利于防止模具脫碳和氧化,以保證淬火后的性能。如碳鋼與低合金鋼模具的預熱溫度常選用400~500℃,預熱時間一般為30~60min。高合金鋼(Cr12、Cr12MoV、3Cr2W8V、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2)模具最好進行500~550℃、30~60min和800~850℃、15~30min兩次預熱。
淬火加熱還可以在箱式電阻爐內進行,有時甚至用油爐、煤氣爐、反射爐加熱。在鹽浴爐中模具與淬體介質直接接觸傳熱較快,在箱式電爐中靠空氣流動傳熱較慢,在其他條件相同時,鹽浴爐淬火加熱時間大致為箱式爐1/2。加熱時如果升溫太慢,工件容易氧化、脫碳、生產效率低、成本高;但若升溫太快,模具表面和中心會產生溫差。溫差越大,熱應力越大,因而產生變形和開裂的可能性也越大。加熱時必須考慮加熱速度及解決脫碳、氧化、變形、開裂問題。模具在不同加熱介質中,具有不同的加熱速度,其加熱時間也各不相同。
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