《科技信息》 术ｉ，Ｉ 模具的热处理包含了预备热处理 具钢材热处理时缺陷的防范 、最终热处理 及表面强化处理。通常热处理缺陷是指模具在最终 热处理过程中或在以后的工序中以及使用过程中出 现的各种缺陷，如淬裂、变形超差、硬度不足、电 加工开裂、磨削裂纹、模具的早期破坏等。下面作 较细致的分析。 一、淬裂 淬裂的原因及预防措施如下： １、形状效应，主要是设计因素造成的，如圆角 Ｒ过小、孔穴位置设置不当，截面过渡不好。 ２、过热（过烧１，主要是由控温不准或跑温、工 艺设置温度过高、炉温不均等因素造成，预防措施 包括检修、校对控温系统，修正工艺温度，在工件 与炉底板间加垫铁等。 ３、脱碳，主要由过热（或过烧）、空气炉无保护 加热、机加余量小，锻造或预备热处理残留脱碳层 等因素造成，预防措施为可控气氛加热，盐浴加热， 真空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料； 机加工余量加大２～３ｍｍ。 ４、冷却不当，主要是冷却剂选择不当或过冷造 成，应当掌握淬火介质冷却特性或回火处理。 ５、模具钢材组织不良，如碳化物偏析严重，锻 造质量差，预备热处理方法不当等，预防措施是采 用正确的锻造工艺和合理的预备热处理制度。 二、硬度不足。硬度不足的原因和预防措施如 下： １、淬火温度过低，主要是由于工艺设置温度不 当、控温系统误差、装炉或进入冷却槽方法不当等 原因造成，应该修正工艺温度，检修校核控温系统， 装炉时，工件间隔合理摆放均匀，分散人槽，禁止 堆积或成捆入槽冷却。 ２、淬火温度过高，这是由工艺设置温度不当或 控温系统误差造成，应当修正工艺温度，检修校核 控温系统。 ３、过回火，这是由回火温度设置过高、控温系 统故障误差或炉温过高时入炉造成，应当修正工艺 温度，检修校核控温系统，不高于设置炉温装入。 ４、冷却不当，原因是预冷时间过长，冷却介质 选择不当，淬火介质温度渐高而冷却性能下降，搅 拌不良或出槽温度过高等，措施：出炉、人槽等要 快；掌握淬火介质冷却特性；油温６０～８０￣Ｃ，水温 ・５８・ ３０￣Ｃ以下，当淬火量大而使冷却介质升温时，应添 加冷却淬火介质或改用其它冷却槽冷却；加强冷却 剂的搅拌；在Ｍｓ＋５０℃时取出。 ５、脱碳，这是由原材料残留脱碳层或淬火加热 时造成，预防措施为可控气氛加热，盐浴加热，真 空炉、箱式炉采用装箱保护或使用防氧化涂料；机 加工余量加大２～３ｍｍ。 三、变形超差 在机械制造中，热处理的淬火变形是绝对的， 而不变形才是相对的。换句话说，只是一个变形大 小的问题。这主要是由于热处理过程中马氏体相变 具有表面浮凸效应。预防热处理变形（尺寸变化和形 状变化）是一项非常困难的工作，在许多情况下，不 得不依靠经验加以解决。这是因为不仅钢种和模具 形状对热处理变形有影响，不当的碳化物分布状态 及锻造和热处理方法同样会引起或加剧，而且在热 处理诸多条件中，只要某一条件发生变化，钢件的 变形程度就会有很大变化。尽管在相当长时间还主 要靠经验和试探法去解决热处理变形问题，但正确 掌握模具钢材锻造、模块取向、模具形状、热处理 方法与热处理变形的关系，从已经积累的实际数据 中去把握热处理变形规律，建立有关热处理变形的 档案资料，却是一项极有意义的工作。 四、脱碳 脱碳是由于钢件在加热或保温时，因周围气氛 的作用，使表面层部分的碳全部或部分丧失的现象 和反应。钢件的脱碳不仅会造成硬度不足、淬裂和 热处理变形及化学热处理缺陷，而且对疲劳强度、 耐磨性及模具性能也有很大影响。 五、放电加工引起的裂纹 在模具制造中，采用放电加工（电脉冲及线切割） 是越来越普遍采用的加工方法，但随着放电加工的 广泛应用，其引起的缺陷也相应增多。由于放电加 工是借助于放电所产生的高温而使模具表面熔化的 加工方法，因此，在其加工表面形成白色的放电加 工变质层，并产生８００ＭＰａ左右的拉应力，这样，在 模具的电加工过程中常出现变形或裂纹等缺陷。因 此，采用放电加工的模具，必须充分掌握放电加工 对模具钢材的影响，并预先采取相应的预防措施。 防止热处理时的过热和脱碳，并进行充分回火以降 低或消除残留应力；为了充分消除淬火时产生的内 应力，要进行高温回火，因此应采用能承受高温回 《科技信息》 火的钢种（如ＤＣ５３型、ＡｓＰ＿一２３、高速钢等），以稳 定的放电条件进行加工；放电加工后，作稳定化松 驰处理；设置合理的工艺孔、槽；充分消除再凝固 层，以便在健全的状态下使用；利用矢量平移原理， 对切割前哨已集中的部分内应力傲切通引流分散释 放。 六、韧性不足 韧性不足的原因可能是淬火温度过高，且保温 时间过长引起晶粒粗化造成的，或由于没有避开回 火脆性区进行回火。 七、磨削裂纹 当工件内有大量的残留奥氏体时，在磨削热的作用 下，发生回火转变，从而产生组织应力，导致工件 开裂。其预防措施是：淬火后进行深冷处理或多次 重复回火濮具回火一般为２～３次，即使是冷加工用 低合金工具钢也是如此），最大限度地降低残留奥氏 体量。 — 炉铁口煤气泄漏铁水喷溅原因 ｌ｜＝＝Ｕ铁口区域的煤气泄漏主要集中在２个部位，一 是铁口框与炉壳之间的联接部位；另一个是铁口通 道的组合砖缝发生煤气泄漏。从炉衬结构特点看， 煤气泄漏主要来源于冷却壁间缝隙、风口各套与风 口组合砖之间缝隙、耐火砌体间缝隙、炉壳与冷却 壁间的缝隙。 １）冷却壁间缝隙。高炉冷却壁问缝隙采用碳化 硅捣打料填充，间缝隙狭小，内宽外窄。外侧缝隙 一般在２０～３０ｍｍ，内侧缝隙最大可至５００ｍｍ，捣料 施工非常困难。以往采用手工捣打，密实度难以保 证，开炉后碳化硅捣打料干燥收缩，出现较大缝隙， 形成煤气通道。 ２）风口各套与风口组合砖之间缝隙。由于风口 套为铜件，热膨胀系数大。高炉投入生产后，受温 度影响，风口套及组合砖均会膨胀，为了保护设备， 消除热应力，风口套与组合砖之间需要充填缓冲泥 浆，施工过程的细节控制不好，就会成为高炉煤气 泄漏的通道。 ３）耐火砌体间缝隙。耐火砖之间需要用结合剂 填充密封。如果灰浆不够饱满，砖缝就会超标，加 之铁口通道所选用的耐材比较复杂，碳砖和刚玉砖 组合在一起，由于材料性质的差异，也给铁口通道 的密封带来很大困难。 ４）炉壳与冷却壁问缝隙。在高炉砌筑时，炉壳 与冷却壁之间的缝隙，原工艺是采用铁屑填充。由 于这种施工方法费时费力，所以现工艺采用自流式 耐火泥浆填充，烘炉期间采取压力灌浆，以增加密 实度。灌浆料的性能选择不当或者施工方法不妥， 均会造成冷却壁与炉壳间存在较多的缝隙，加上炉 壳钢结构密封不严，常常会造成大量煤气泄漏。 由于上述原因所致，铁口通道的煤气泄漏会使 铁水流出时发生喷溅，铁流不稳定影响出铁顺畅， 进而影响到炉况顺行操作。 、／ 轧Ｓｔｌ２带钢罩式退火炉退火工艺优化 ｌ 热处理是冷轧产品生产中的关键工序，通过对 冷轧卷的退火，可以消除在轧制过程中产生的应力， 改善冷轧板的机械性能，满足对冷轧板进行深加工 的质量要求。同时，采用全氢退火也改善了冷轧板 的表面质量，清除掉钢板表面的积碳，达到光亮退 火的目的。对冷轧带钢进行最终热处理的方法，目 前分别采用罩式退火炉和连续辊底式退火炉。罩式 退火炉以其工艺调整灵活，可适应不同品种和批量 的特点得到了越来越广泛的应用和发展。目前，冶 金行业普遍采用罩式退火炉对冷轧产品进行退火。 过去，罩式退火炉多采用Ｎ：或者ＨＮｘ气体（Ｎ２９５％、 Ｈ２５％）做保护气体，以进行再结晶光亮退火。本钢 冷轧厂采用从德国ＬＯＩ公司引进的 ＨＵＧＦ２００—５２０ＨＰＨ型和从奥地￣Ｉ］ＥＢＮＥＲ公司引进的 ＨＩＣＯＮ／Ｈ：型全氢强对流罩式退火设备，对冷轧后产 品进行全氢强对流再结晶光亮退火，来改善板卷冷 轧后产品机械性能和表面光洁度。该炉较传统罩式 退火炉有较大改进，除使用氢气作保护气体、炉体 结构更为复杂外，还配有一套完整的气体压力、温 度、流量及超温过载微机测量、控制、调节和报警 系统。 在本钢实际生产中，外方提供的退火工艺制 度存在退火周期长、能耗比较大的问题，而对于吹 氢制度则在本钢冬季温差较大的情况下存在吹氢量 较大、吹氢时间长、氢气耗用量大的问题。因此， 本文将在外方提供的退火及吹氢工艺制度基础上， 结合本钢生产实际，以提高生产效率，降低生产成 本为目的，进行工艺优化实验。实验选用冷轧厂主 ・５９・
