碳素工具钢视界|碳素工具钢的热处理工艺技术

虽然对模具的要求越来越高，但是已经开发了许多具有不同特性的合金模具钢。在许多情况下，合金钢已经取代了非合金工具钢。然而，碳工具钢仍然保持其在模具制造中的原始位置。随着冶金技术的发展，虽然不含合金元素，但经过精心冶炼、加工和热处理，也是模具零件的重要材料之一。非合金冷作模具钢是非合金工具钢，也称为碳素工具钢。几种钢种的碳素工具钢系列(T7 ~ T13)广泛用作小型简易冷加工模具零件，使用最广泛的是T8A或T10A。

在转变趋势最大的温度范围内，转变开始时的孕育时间很短，淬透性很差。为了避免马氏体形成前的非M转变，需要极高的临界冷却速度，为了达到完全硬化，需要剧烈的冷却剂，通常是水和水溶液。为了防止软点，可以在水中加入10%的氢氧化钠(氢氧化钠)，以提高淬灭强度。即便如此，马氏体硬化层仍然很浅，只有2 ~ 3 mm，在核心区，冷却速率低于临界冷却速率，转变在珠光体和贝氏体区进行，使碳素工具钢的核心在淬火后具有良好的韧性，这是一个优势。硅、锰和残余的镍、铬和铜(来自废钢)可以降低临界冷却速率，提高淬透性和增加硬化层的深度，但这也增加了淬火过程中裂纹的风险。所以这种钢有时候可以油淬，很难掌握。一般水油淬火效果更好。以下是碳素工具钢热处理工艺的详细介绍。

1.抑制

必须缓慢均匀地加热至淬火温度。一般将预热后的工件转移到淬火温度的炉中加热盐浴炉，这一点很重要。一是可以避免直接放入盐浴的工件因受潮而爆炸；第二，可以避免初始温升的应力。国内热处理工作者对此重视不够，认为只有高合金钢才这样做，因为导热性差，淬火温度高。事实上，在开始加热时，需要在低温阶段(≤600℃)预热碳素工具钢。最好在脱氧好的盐浴炉、真空炉或有保护气氛的炉中加热。

过共析钢的淬火温度为780 ~ 800℃。下限取形状复杂或尺寸较小的工件；对于形状简单的大型工件，取上限，甚至稍高一点的温度如820℃。达到温度后，保持一定时间，然后根据工件的具体情况，在淬火水中或盐水中做适当的运动。最佳水温为20 ~ 30℃(室温)。淬火油时，油温应在50 ~ 60℃，才能获得最佳的淬火效果。对于可能产生较大应力或淬火裂纹的工件，建议采用水油双液淬火。

第二，回火

淬火后应立即回火，最好淬火冷却至100℃后，将工件从淬火介质中取出，然后在150℃-300℃之间的合适温度下回火，以满足所需的硬度和韧性。回火应保持较长时间，然后在静态空气体中冷却。对于模具的工作零件，快速回火、自回火、局部回火等工艺方法不适合，必须回火，淬火应力没有完全消除，磨削、线切割等后续加工容易产生裂纹，即使后续加工没有问题，也容易出现早期失效，缩短模具寿命。