石墨模具熱處理中存在的缺陷及預防方法

石墨模具熱處理中存在的缺陷及預防方法。

1、石墨模具表面有軟點

石墨模具熱處理后表面有軟點，將影響石墨模具的耐磨性、減少石墨模具的使用壽命。

(1)產生原因

1)石墨模具在熱處理前表面有氧化皮、銹斑及局部脫碳。

2)石墨模具淬火加熱后，冷卻淬火介質選擇不當，淬火介質中雜質過多或老化。

(2)預防措施

1)石墨模具熱處理前應去除氧化皮、銹斑，在淬火加熱時適當保護石墨模具表面，應盡量采用真空電爐、鹽浴爐和保護氣氛爐中加熱。

2)石墨模具淬火加熱后冷卻時，應選擇合適的冷卻介質，對長期使用的冷卻介質要經常進行過濾，或定期更換。

2、石墨模具熱處理前組織不佳

石墨模具最終球化組織粗大不均、球化不完善，組織有網狀、帶狀和鏈狀碳化物，這將使石墨模具在淬火后易產生裂紋，造成石墨模具報廢。

(1)產生原因

1)石墨模具鋼材料原始組織存在嚴重碳化物偏析。

2)鍛造工藝不佳，如鍛造加熱溫度過高、變形量小、停鍛溫度高、鍛后冷卻速度緩慢等，使鍛造組織粗大并有網狀、帶狀及鏈狀碳化物存在，使球化退火時難以消除。

3)球化退火工藝不佳，如退火溫度過高或過低，等溫退火時間短等，可造成球化退火組織不均或球化不良。

(2)預防措施

1)一般應根據石墨模具的工作條件、生產批量及材料本身的強韌化性能，盡量選擇品質好的石墨模具鋼材料。

2)改進鍛造工藝或采用正火預備熱處理，來消除原材料中網狀和鏈狀碳化物及碳化物的不均勻性。

3)對無法進行鍛造的碳化物偏析嚴重的高碳石墨模具鋼可進行固溶細化熱處理。

4)對鍛造后的模坯制定正確的球化退火工藝規范，可采用調質熱處理和快速勻細球化退火工。

5)合理裝爐，保證爐內模坯溫度的均勻性。

石墨模具

3、石墨模具產生淬火裂紋

石墨模具在淬火后產生裂紋是石墨模具熱處理過程中的最大缺陷，將使加工好的石墨模具報廢，使生產和經濟造成很大損失。

(1)產生的原因

1)石墨模具材料存在嚴重的網狀碳化物偏析。

2)石墨模具中存在有機械加工或冷塑變形應力。

3)石墨模具熱處理操作不當(加熱或冷卻過快、淬火冷卻介質選擇不當、冷卻溫度過低、冷卻時間過長等)。

4)石墨模具形狀復雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等，使熱應力和組織應力過大。

5)石墨模具淬火加熱溫度過高產生過熱或過燒。

6)石墨模具淬火后回火不及時或回火保溫時間不足。

7)石墨模具返修淬火加熱時，未經中間退火而再次加熱淬火。

8)石墨模具熱處理的，磨削工藝不當。

9)石墨模具熱處理后電火花加工時，硬化層中存在有高的拉伸應力和顯微裂紋。

(2)預防措施

1)嚴格控制石墨模具原材料的內在質量

2)改進鍛造和球化退火工藝，消除網狀、帶狀、鏈狀碳化物，改善球化組織的均勻性。、

3)在機械加工后或冷塑變形后的石墨模具應進行去應力退火(>600℃)后再進行加熱淬火。

4)對形狀復雜的石墨模具應采用石棉堵塞螺紋孔，包扎危險截面和薄壁處，并采用分級淬火或等溫淬火。

5)返修或翻新石墨模具時需進行退火或高溫回火。

6)石墨模具在淬火加熱時應采取預熱，冷卻時采取預冷措施，并選擇合適淬火介質。

7)應嚴格控制淬火加熱溫度和時間，防止石墨模具過熱和過燒。

8)石墨模具淬火后應及時回火，保溫時間要充分，高合金復雜石墨模具應回火2-3次。

9)選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。

10)改進石墨模具電火花加工工藝，并進行去應力回火。

4、石墨模具淬火后組織粗大

石墨模具淬火后組織粗大，將嚴重影響石墨模具的力學性能，使用時將會使石墨模具產生斷裂，嚴重影響石墨模具的使用壽命。

(1)產生的原因

1)石墨模具鋼材混淆，實際鋼材淬火溫度遠低于要求石墨模具材料的淬火溫度(如把GCr15鋼當成3Cr2W8V鋼)。

2)石墨模具鋼淬火前未進行正確的球化處理工藝，球化組織不良。

3)石墨模具淬火加熱溫度過高或保溫時間過長。

4)石墨模具在爐中放置位置不當，在靠近電極或加熱元件區易產生過熱。

5)對截面變化較大的石墨模具，淬火加熱工藝參數選擇不當，在薄截面和尖角處產生過熱。

(2)預防措施

1)鋼材入庫前應嚴格進行檢驗，嚴防鋼材混淆亂放。

2)石墨模具淬火前應進行正確的鍛造和球化退火，以確保良好的球化組織。

3)正確制定石墨模具淬火加熱工藝規范，嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間。

4)定期檢測和校正測溫儀表，保證儀表正常工作。

5)石墨模具在爐中加熱時應與電極或加熱元件保持適當的距離。