目前
,为了提高冷镦模具的韧性
,生产时普遍采用高钴含量(质量分数在20%左右)合金
,但是
,WC和Co的热膨胀系数有很大的差别
,冷却过程中合金内部会比低钴合金产生更大的拉应力
,导致冷镦模具在使用时容易开裂
、掉边
,使用寿命短
。金属Co存在面心立方钴(fcc)和密排六方钴(hcp)两种晶体结构
,面心立方钴(fcc)的塑性好
,但硬度低
、易变形
,密排六方钴(hcp)的塑性差
,但硬度高
、耐磨性好
。烧结后合金中的金属Co大部分以面心立方钴(fcc)形态存在
,尤其是低碳合金
,金属Co几乎完全以面心立方钴(fcc)形式存在
。在这种情形下
,虽然冷镦模具用硬质合金的韧性好
,但是耐磨性不足
,综合性能较差
。
通过深冷回火一体炉
,通过处理使硬质合金冷镦模具中的部分面心立方钴(fcc)转变成密排六方钴(hcp)
,来平衡合金的韧性和耐磨性
,同时可降低硬质合金冷镦模具中的拉应力
,以及增加硬质合金表面压应力用来提高使用寿命
。
实施案例 :YG20冷墩模深冷处理操作步骤
(1) 将烧结好的冷镦模具放入到深冷处理炉中
;
(2) 开启深冷回火一体炉
,打开液氮
,以一定速率降低到-60℃
,保温1h
;
(3) 以一定的速率降低到-120℃,保温2h
;
(4)以一定降温速率降低到-190℃
,保温4-8h
;
(5)保温结束后按照0.5℃/min升至180℃ ,保温4h
(6)程序设备结束后自动断电
,自然冷却至室温
。
结论
:将未经深冷处理和经深冷处理后的YG20冷镦模具冷镦Φ3 .8碳钢螺丝直杆
,结果表明
,经深冷处理后的模具比未经深冷处理的模具使用寿命高15%以上
。