T10A钢模具高频淬火设备淬火工艺过程及工艺改进

TlOA钢模具是加工冲压零件的重要模具。模具加工流程包含高频淬火设备淬火工艺。生产中发现，模具在线切割加工中出现开裂，致使不少模具失效报废。

开裂模具金相检验发现，工件表层为熔化凝固淬火层及高温淬火层．厚度约50ptxn，称为白亮层。这层白亮重熔区存在大量细微裂纹，裂纹自表面向内延伸扩展，白亮层组织为淬火马氏体+残留奥氏体多量。次层是重新淬火层。再次层为受热高温淬火层。再往里为基体组织。分析认为，模具线切割开裂是由于线切割加工时产生残留应力过高，超过工件该部位抗拉强度造成的。经测定，线切割后模具表面残留应力为620MPa。有资料介绍，通常由线切割加工产生的残留应力约为250MPa左右，也就是说，工件加工中还存在另一种较高的残留应力。试验测定，TlOA钢模在高频淬火设备淬火后产生较大残留应力，测试表明其残留应力约为380MPa左右。金相观察发现，组织中有较亮区域，晶界较明显，表明回火不足。因此，TlOA钢模具线切割开裂是模具淬火+低温回火残留应力（≈380MPa)和线切割加工残留应力(≈250MPa）应力叠加的结果（≈630MPa)，这一后表面残留应力值（≈620MPa)是吻合的。

根据以上分析，提出TlOA钢模具防止开裂失效工艺改进措施如下：（1）振动时效。模具高频淬火设备淬火后，进行高频振动时效（W2-86A振动时效仪）消除残留应力。试验发现，TlOA钢模具淬火+低温回火后经振动时效，其残留应力从380MPa可裂应力基本解除；同时，振动时效使材料的强度提高，增强工件材料的变形抗力，使工件的尺寸稳定性得到改善和提高。该并且成本低稳定性得到改善和提高。该工艺特点是周期短，节能，工艺简便并且成本低廉。(2)冷处理。将淬火后模具经-130gC冷处理后，立即放入50～60℃的热水中，吹入蒸汽再进行高频淬火设备淬火。采用冷处理，可使模具线切割开裂现象消失，并且使工件硬度提高1-2HRC，模具寿命提高明显。如TlOA钢凹模，经冷处理后，硬度提高到58-62HRC（原工艺处理后硬度为50 -60HRC) ，工件使用寿命从520件提高至1510件，约为原工艺使用寿命的3倍。分析认为，冷处理时工件表面产生从低温急剧加热现象，模具胀大，消除大部分淬火应力，其作用相当一次高温淬火，但硬度下降；由于冷处理中残留奥氏体转变为马氏体，工件硬度上升并且寿命提高。

T10A钢模具采用上述工艺改进后，很好地解决了线切割加工中模具开裂失效问题，工件高频淬火设备淬火处理质量提高，硬度和强度提高，工件使用寿命明显提高，技术经济效益显著。