前面對有關(guān)熱處理基礎(chǔ)內(nèi)容作了介紹，下面我們將具體針對各鋼種熱處理的實(shí)際過程分期進(jìn)行說明。在實(shí)際的加熱和冷卻方式上，不同鋼種群會有所不同。
3、高合金工具鋼
⑴冷作模具鋼
冷作模具鋼SKD11和DC53等的淬火曲線如圖3-1所示。通常在比轉(zhuǎn)變點(diǎn)稍低的800℃下預(yù)熱，使模具內(nèi)外溫度達(dá)到均勻。如果存在加熱變形問題，可在更低的600℃左右先進(jìn)行第一次預(yù)熱。淬火溫度為1030℃，模具心部達(dá)到此溫度后保溫20-40min即可。
圖3-1 冷作模具鋼的淬火曲線
冷作模具鋼含鉻量高，故淬透性較好，冷卻方式為空冷或真空爐氣冷?？绽鋾r(shí)為減少變形應(yīng)進(jìn)行均勻冷卻，要避免單方向風(fēng)冷，例如吊掛起來時(shí)應(yīng)不斷改變方向等。對大型模具進(jìn)行冷卻時(shí)，可將其置于轉(zhuǎn)臺之上等，更要注意冷卻的均勻性。對形狀復(fù)雜或大型模具，為防止冷卻中產(chǎn)生氧化，也可采取在500℃左右的鹽浴中進(jìn)行分級淬火，或者油冷到500℃后取出空冷等方式。
高合金冷作模具鋼的回火曲線如圖3-2所示。通常KSD11鋼在既可保持60-61HRC的高硬度，又處于韌性上升區(qū)域的180℃左右進(jìn)行低溫回火。與此相比，8Cr系模具鋼中的DC53，即使同樣進(jìn)行低溫回火，在同等硬度條件下，韌性要高出許多，所以也可用于低溫回火。當(dāng)要求其硬度達(dá)到比SKD11鋼高的62-63HRC，并要求高韌性時(shí)，推薦進(jìn)行高溫回火。不過，殘留奧氏體的分解溫度為500℃左右，在此溫度區(qū)域會出現(xiàn)韌性低谷，所以最好在超越此韌性低谷出現(xiàn)韌性回復(fù)的520-540℃進(jìn)行回火為宜。對高合金冷作模具鋼來說，高溫回火會導(dǎo)致殘留奧氏體分解轉(zhuǎn)變成馬氏體，為使此馬氏體得到回火，必須進(jìn)行第二次回火。
圖3-2 高合金冷作模具鋼的回火曲線
⑵熱作模具鋼
SKD61等熱作模具鋼的淬火方法也與冷作模具鋼相同，冷卻時(shí)也因淬透性較好而基本采用空冷。不過，壓鑄模之類的大型模具，單采用空冷會發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，因此采用了各種予以避開的冷卻方法。還有，當(dāng)在上部溫度區(qū)域冷卻緩慢時(shí)，沿原奧氏體晶界析出的碳化物雖然對韌性影響不大，但也是導(dǎo)致韌性下降的原因之一。為確保韌性良好，最好采用快冷，可是同時(shí)存在變形較大的問題，為此，既能確保韌性又可抑制變形的各種淬火方法紛紛得到了開發(fā)和應(yīng)用。
早前北美壓鑄協(xié)會推薦的真空淬火曲線如圖3-3所示。這種真空淬火方式也是其中的一種方法。這是一種分級淬火類型的熱處理方式，也稱作等溫淬火，是將模具冷卻后在480℃左右保溫，待內(nèi)外溫差縮小后再次快冷的方式。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，可確保韌性的下部溫度區(qū)域的冷卻速度約為5℃/min。
圖3-3 北美壓鑄協(xié)會推薦的真空淬火曲線
熱作模具鋼的使用硬度是40-50HRC，基本上需要高溫回火，并根據(jù)使用硬度來設(shè)定回火溫度，最少要反復(fù)進(jìn)行兩次。第二次回火的目的是對殘留奧氏體轉(zhuǎn)變而成的馬氏體進(jìn)行回火。
