昨天晚上直播间有网友提问,深冷处理对模具钢材到底有什么好处?
模具钢做深冷的主要目的是让尽量多的残余奥氏体转变成坚硬的马氏体组织,以提高模具钢材的硬度,增加模具钢材的耐磨性;同时因为降低了不稳定的残余奥氏体,组织稳定性更好,以保证在后面使用过程当中模板不变形,精密的模具尺寸不变化,并且降低模具开裂的风险。
我们模具钢热处理的时候,目的是要得到大量的马氏体组织,因为马氏体是一个坚硬的组织,它的硬度高,能够保证模具钢材的耐磨性。奥氏体转变成马氏体,靠的是过冷度,你可以把它理解成为温差,但是无论你用多快的速度降温,到达常温的时候,都会有一部分奥氏体没办法转变位马氏体,我们称其为残余奥氏体,比如我们高碳的冷作模具钢,大约有10%的奥氏体是没办法转变成马氏体的,高速钢更多,甚至能够有30%,这些残余奥氏体保留在模具钢材里面,它会让钢材的耐磨性降低,就相当于是钢材有软点了。
而且奥氏体组织是一个极其不稳定的组织,随着时间的推移,在后面使用的过程当中,它会转变成为马氏体组织,在组织转变的过程当中,就会出现模板扭曲变形,精密的尺寸变化,同时也会增加内应力,导致模具在后面线割的过程当中或者使用的过程当中增加开裂或崩角的风险。
我们的热处理是要让尽量多的奥氏体转变成马氏体组织,那到了常温下,没办法转变成马氏体组织的残余奥氏体,我们就要把它降到0℃以下,也就是我们常说的冷处理,以增加它的过冷度,让尽量多的奥氏体转变成为马氏体,以提高模具钢的耐磨性。
以前我们的过冷度只能做到零下70℃-80℃,随着现在科学的发展,现在已经可以降低到零下190℃了,现在的深冷很多都可以称之为超深冷处理了。
深冷处理的主要目的就是增加温差,让尽量多的残余奥氏体转变成马氏体组织,以提高模具钢材的硬度和耐磨性。但是关于深冷处理,有几点要说明一下。
就目前的研究来说,深冷处理的主要目的是降低残余奥氏体,增加马氏体组织,让模具钢材的硬度提高1-2HRC,增加模具的耐磨性,让模板的尺寸稳定性更好,可以保证精密模具的尺寸稳定性不再变化,同时残余奥氏体已经得到转变,在后面的回火当中,内应力已经释放了,这样子可以降低模具钢材开裂的风险,这点是有科学依据的。至于能不能提高模具钢材的抗崩裂或其它性能性能,目前没有这方面的研究报告出来,我们在此不做过多的讨论,我们也不要太过迷信。深冷处理就像人的健身和保养,对身体有好处,但无法保证长寿。
第二个,残余奥氏体,并不是说一定是坏事,少量的残余奥氏体,它是可以提高模具钢材的抗崩裂性能,对提高模具钢材的韧性是有帮助的,也不要迷信为某些厂家说的,深冷处理做2次让你的钢材韧性更好,说实在话,这个是没有理论依据的。因为你2次深冷不会产生温差,对残余奥氏体转变为马氏体组织是没有太大的意义的,而且模具钢做了深冷之后,它的残余奥氏体已经极少了,对模具钢材的稳定性影响已经是微乎其微了。
而且经过后面的多次回火之后,残余的一小部分奥氏体,它的稳定性是好的,我们称之为稳定的奥氏体组织,这个奥氏体组织对提高模具钢材的抗崩裂性能,提高它的韧性是有帮助的,这不见得是件坏事,就像细菌,不是所有细菌对人体都是有害的。
第三点要说明的是:不要太过迷信深冷处理能提高模具钢材的性能,深冷处理没有翻天覆地的能力呀,不会让模具钢材的性能翻天覆地变化的。一壶烂茶,你用什么茶具泡,在多优雅的环境下泡,它的茶还是不好喝的。
做热处理的人都知道,钢材组织是有遗传性的,你在冶炼质量不好的情况下,它的晶粒粗大或者是有晶粒偏析,那它热处理完之后,哪怕你做了深冷,它的晶粒还是粗大的,它的偏析还是存在的,这些粗大的晶粒和偏析,对模具钢材的性能损害是很大的,特别是对抗崩裂性能的损害很大。你就算做了深冷处理,做了超深冷处理,做多少次深冷处理,对这部分粗大和偏析是无法改变的,对性能的提升是没有帮助的,不要被说的那么玄乎,这一点我们要客观认知,不要以为再差的模具钢,只要做了深冷工艺。就一切都好了,这个是超出了事物客观规律的,这一点我们要心里有底。
模具钢材的基材好、晶粒细小、组织均匀性好才是前提,在钢材内部结构好的在此基础上,我们的热处理工艺好、深冷做的好,那对模具钢材的性能提升是有帮助的,千万不要以为再烂的材料,只要做了深冷,性能都是好的,这一点你要有客观认知,不要被迷住了双眼。模具钢合金配比合理,冶炼质量好,是保证性能的前提,热处理是锦上添花,不是雪中送炭。
深冷处理的主要功能就是降低残余奥氏体的含量,提高模具钢材的耐磨性,让钢材的组织稳定性更好,这是它最主要的作用。至于其它的作用,目前没有这方面的研究报告,我们也不要太过迷信超深冷工艺,不要以为做了深冷工艺,什么材料都会变成好材料,这是不可能实现的。钢材的性能跟合金成分,内部结构,组织状态有密切的关系,仅凭深冷处理,是无法改变关系性能和质量的。就像你呼吸了一口新鲜空气,对身体有好处,但能不能保证你长命百岁,有待研究。
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我是模具钢大王吴德剑,来自东莞誉辉模具钢,誉辉模具钢,3个世界500强在用,京瓷连续7年采购誉辉模具钢。如果你在选择模具钢材时,有拿不定主意的,或者是现在用的模具钢,模具使用寿命短的,你用了很多种模具钢都搞不定的,那你来找我吧,我已经解决了4000多家企业在模具选材、制作和使用方面的疑难杂症,相信在模具钢选材以及应用方面,我是能够做你参谋长,并且能够让你少交学费的。吴德剑模具钢,用户的参谋长,用过的都买账。
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