淺談深冷處理在模具制造中的應(yīng)用

周 捷（深圳國(guó)創(chuàng)名廚商用設(shè)備制造有限公司南海分公司，528251）

淺談深冷處理在模具制造中的應(yīng)用

周 捷
（深圳國(guó)創(chuàng)名廚商用設(shè)備制造有限公司南海分公司，528251）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在制造模具的過(guò)程中，深冷處理技術(shù)使用范圍也越來(lái)越廣。本文對(duì)深冷處理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述，并對(duì)深冷處理應(yīng)用在模具制造中的優(yōu)勢(shì)以及其應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題作出了簡(jiǎn)要的分析。

深冷處理；磨具制造；應(yīng)用

0　引言

在制造模具的過(guò)程中，材料處理會(huì)直接影響到模具的制造是否有效，在早期模具制造過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)韌性不夠、沖擊力不高、斷裂韌性，使得模具很容易產(chǎn)生變形或者是損壞的現(xiàn)象，而出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因，大多是因?yàn)槟＞叩睦錈崽幚聿粔?。在模具制造過(guò)程中應(yīng)用深冷處理主要是對(duì)模具進(jìn)行深冷處理，以此來(lái)提高模具的耐磨性能以及強(qiáng)韌性能，從而就能更好地穩(wěn)定模具的尺寸，降低出現(xiàn)模具變形的概率，最終延伸模具的使用壽命。為此，筆者也就深冷處理在模具制造中的應(yīng)用作出了以下的分析。

1　深冷處理的概述

深冷處理主要指的是將一般的剛處理之后冷卻到-130。C 至196。C的冷處理就稱(chēng)之為深冷處理，如果是0至-130。C就稱(chēng)之為普通的冷處理。深冷處理是將淬火之后的鋼件繼續(xù)冷卻到室溫以下的某一低溫，使其殘余奧氏體能夠進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成為馬氏體，深冷處理和熱處理有著密切的聯(lián)系，從某一種程度上來(lái)說(shuō)，深冷處理是熱處理的進(jìn)一步延伸。深冷處理主要的制冷劑是液氮，將其放在低于-130。C溫度下對(duì)模具進(jìn)行處理，深冷處理能夠改變并且消除剛中所殘余應(yīng)力的分析，析出更多的細(xì)小碳化物，從而就能起到彌散強(qiáng)化的作用，使無(wú)相變材料晶界發(fā)生畸變，提升其基體性能。在模具制造過(guò)程中應(yīng)用深冷處理，能夠改變材料的力學(xué)性能，在不降低模具的硬度和強(qiáng)度的情況下，能夠有效地提升模具的韌性。

2　深冷處理應(yīng)用在模具制造中的優(yōu)勢(shì)

制造模具的過(guò)程中，對(duì)于尺寸的穩(wěn)定性要求較高，模具在淬火之后通常情況下其內(nèi)部組織依然會(huì)保留較多的殘余奧氏體，而這種殘余奧氏體就是不穩(wěn)定組織，模具在制造完成之后，這種不穩(wěn)定組織就會(huì)不斷的發(fā)生變化，從而改變模具的精度。但是，在制造模具的過(guò)程中應(yīng)用深冷處理其主要的作用就是以下幾點(diǎn)：（1）改變殘余奧氏體。在應(yīng)用深冷處理的過(guò)程中，在Mf點(diǎn)以下殘余奧氏體就會(huì)發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變成為馬氏體，能夠有效地減少模具殘余奧氏體的數(shù)量，改變殘余奧氏體的形狀以及分布結(jié)構(gòu)，這就在一定程度上提高了模具的強(qiáng)度、硬度、強(qiáng)韌性。（2）析出碳化物。在應(yīng)用深冷處理的過(guò)程中，馬氏體經(jīng)過(guò)-130。C至196。C的深冷處理，體積就會(huì)收縮，F(xiàn)e晶格常數(shù)也會(huì)在一定程度上有縮小的趨勢(shì)，從而導(dǎo)致碳原子析出的驅(qū)動(dòng)力得到了提升，但是，在低溫下其擴(kuò)散是十分困難的，使其擴(kuò)散距離變得更短，進(jìn)而就使得馬氏體會(huì)析出超細(xì)碳化物，產(chǎn)生彌散強(qiáng)化。為此，經(jīng)過(guò)深冷處理的模具其碳化物體積分?jǐn)?shù)相比較于沒(méi)有經(jīng)過(guò)深冷處理的模具提高了將近一倍，大量的碳化物析出使得模具的硬度和韌性得到了提升。（3）組織細(xì)化。深冷處理能夠使馬氏體析出彌散碳化物，使其組織晶粒細(xì)化，從而就在一定程度上提升了模具的韌性以及強(qiáng)度。（4）表面產(chǎn)生殘余壓力。在深冷處理的過(guò)程中很容易在其內(nèi)應(yīng)力較為集中或者是產(chǎn)生缺陷的部位產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而這種應(yīng)力的產(chǎn)生就能在一定程度上減輕缺陷對(duì)模具所造成的局部強(qiáng)度損害，從而提升模具的抗磨損力。綜上所述，在制造模具的過(guò)程中對(duì)模具進(jìn)行深冷處理，能夠有效地提升模具的抗磨性、韌性、強(qiáng)度、抗沖擊性、抗腐蝕性，同時(shí)還能有效地減少模具出現(xiàn)變形，在一定程度上提高了模具的使用壽命。

3　深冷處理在模具制造中的應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題

3.1回火工藝以及冷處理工藝順序

在對(duì)模具進(jìn)行深冷處理的過(guò)程中，回火工藝是必不可少的，按照會(huì)做工藝順序可以將模具冷處理分為回火前冷處理以及回火后冷處理。其中，回火前冷處理能夠有效地提升模具的切削性能；而回火后的冷處理則能在很大程度上提升模具的力學(xué)性能，使硬度較低的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成硬度較高、較穩(wěn)定并且抗熱性能以及耐磨性能都較高的馬氏體組織。在應(yīng)用的過(guò)程中，其主要的處理順序可以分為以下幾種：（1）T8 、T10 、T12 、9SiCr 、CrWMn鋼制模具熱處理工藝順序?yàn)椋捍慊?→ 冷處理 → 回火 。（2）Cr12MoV 、Cr12 、 Cr12W 、 LD 、MnCrWV鋼制模具熱處理工藝順序?yàn)椋捍慊?→ 回火 → 冷處理 → 回火 → 回火。（3）6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo2V2Si、Cr4W2MoV、W6Mo5Cr4V2 、Cr8

、Cr8Mo2VSi制模具熱處理工藝順序?yàn)椋捍慊?→ 回火 → 冷處理 → 回火 → 冷處理→ 回火。

3.2冷處理的溫度

在應(yīng)用冷處理的過(guò)程中，其溫度主要是根據(jù)鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變終止溫度Mf點(diǎn)所決定的，在對(duì)其溫度進(jìn)行考慮的過(guò)程中，還需要對(duì)冷處理的工藝性能以及對(duì)模具性能的影響進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]。其中，較為常見(jiàn)的模具冷處理溫度有以下幾種：T8 、T10 、T12 、9SiCr 、CrWMn等銅牌號(hào)，其深冷處理的溫度在-50℃至-80℃；而Cr12MoV 、Cr12 、 Cr12W 、 LD 、MnCrWV等銅牌號(hào)冷處理的溫度在-70℃至-90攝氏度；6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo2V2Si、Cr4W2MoV、W6Mo5Cr4V2 、Cr8 、Cr8Mo2VSi等銅牌號(hào)冷處理溫度在-110℃至-150℃。

3.3注意事項(xiàng)

在對(duì)模具進(jìn)行淬火或者是回火之后，所有模具都需要進(jìn)行冷處理，不然很容易出現(xiàn)開(kāi)裂。鋼在淬火之后，如果對(duì)其進(jìn)行冷處理，會(huì)在一定程度上提升其殘余應(yīng)力，若處理不當(dāng)還會(huì)使其開(kāi)裂，為此，在冷處理之后應(yīng)該緩慢的提高到室溫，并且及時(shí)對(duì)其低溫回火。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在制造模具的過(guò)程中應(yīng)用深冷技術(shù)不僅能夠有效地提升模具的抗磨性、韌性、強(qiáng)度、抗沖擊性、抗腐蝕性，同時(shí)還能有效地減少模具出現(xiàn)變形，在一定程度上提高了模具的使用壽命。因此，在制造模具的過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)模具的深冷處理的研究，模具制造得到更好地發(fā)展。

［1］ 董炳健.針對(duì)主題：精沖模具制造及使用技術(shù)問(wèn)題淺析［J］.鍛造與沖壓， 2015，28（8）：53-54.

［2］ 劉靖.淺談綠色制造技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用［C］// 天津市電視技術(shù)研究會(huì)2013年年會(huì)論文集.2013，63（8）：153-154.

［3］ 韓學(xué)，趙玉英，高晨丹.淺談逆向工程在模具制造中的應(yīng)用［J］.中國(guó)科技投資， 2014，74（A13）：192-192.

周捷（1977·9）男；籍貫：廣西梧州； 供職單位：深圳國(guó)創(chuàng)名廚商用設(shè)備制造有限公司南海分公司

The application in mould manufacture of cryogenic treatment

Zhou Jie
（Shenzhen guochuang chef Commercial Equipment Manufacturing Co.， Ltd. Nanhai Branch，528251）

With the development of science and technology，in the process of mold manufacturing，cryogenic treatment technology application scope is more and more widely.Has made the brief analysis in this paper of cryogenic treatment are briefly outlined，and the cryogenic processing application in mold manufacturing advantage and should be paid great attention to in the application problem.

cryogenic treatment；abrasives；application