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分析深冷处理的加工工艺

浏览次数:320发布日期:2019-12-16
  深冷处理是将金属在-100℃下进行处理,使柔软的残余奥氏体几乎全部转变成高强度的马氏体,并能减少表面疏松,降低表面粗糙度的一个热处理后工序,当这个工序完成后,不仅仅是表面,几乎可以使整个金属的强度增加,耐磨性增加,韧性增加,其他性能指标改善,从而使得模具和刀具翻新数次后仍然具有高的耐磨性和高的强度,寿命成倍增加。而未进行深冷处理的刀剪产品,翻新后寿命会显著降低。深冷处理不仅应用于刀剪产品,而且能应用于制作刀剪产品的模具上,同样可以使模具寿命显著提高。
  通常的深冷处理,是按照降温,保温,和升温三个阶段来进行的。
  1、各阶段的意义
  (1)降温阶段
  缓慢降温的目的是彻底消除残余应力。因为淬火和回火的过程中,金属基体内会产生残余应力,在残余奥氏体在向马氏体转变的过程中,发生体积膨胀,也会使得残余应力增加,只有缓慢降温,才能抵消残余应力的增加,并彻底消除残余应力。基体内的残余应力一般情况下大家不予重视,但正是基体内的残余应力,使得刀剪产品产生崩裂等缺陷。快速降温反而会增加残余应力。
  (2)保温阶段
  保温的目的是使基体内的残余奥氏体尽可能的全部转变为马氏体,并尽可能多的产生碳化物颗粒,因为残余奥氏体向马氏体转变的过程是个缓慢的过程,保温时间的长短会影响到残余奥氏体转变的量,同时深冷后寿命的高低主要是保温时间的长短来决定的,通常情况下,保温2~4小时性能已经有所改善,但如果是高质量的产品,均需要使用24小时以上的保温时间,寿命的提高倍数与保温时间的长短有直接关系。
  (3)升温阶段
  缓慢升温的过程主要目的就是防止残余应力的产生。
  国内深冷处理的研究因设备的限制一般采用液氮直冷法,即工件直接放入液氮内,保温时间比较短,一般保温时间与直径(mm)一致,这种办法会很大程度的增加残余应力,虽性能有所改善,但毕竟不是一种安全可靠的方法。
  升温阶段一般升到室温即可,如果考虑到零件的特殊用途,如工作温度比较高等,可以再缓慢升到+160℃。
  从深冷的机理可以看出,以上的工艺曲线与材料的材质及大小关系不大,只是处理后的效果因材料因素而不同,国外几乎所有的工模具,刀剪,量刃具等都采用这种工艺进行深冷处理,而我国一些企业因为成本的原因,往往采用偷工减料的办法,所以成效不高
  3、深冷处理zui佳时机
  一般认为,深冷处理应该在工件淬火两个小时内处理效果,因为残余奥氏体随着时间的推移会逐步向马氏体转变,而且转变后的马氏体会进行固化,从而析出碳化物的能力降低。
  
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