模锻锤锻模热处理.doc

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Q/LB
天水风动机械有限公司企业标准
Q/LB 314—2011
代替 Q/ LB314-1998

模锻锤用模锻的热处理

2011 - 01 - 16发布
2011 - 02 - 01实施
天水风动机械有限公司发布

Q/LB 314—2011
模锻锤用锻模的热处理
1　 范围
本标准规定了本厂模锻锤所用锤锻模的常用材料、常规的热处理规范和质量检验的基本要求。
本标准适用于我厂1吨（30kg）和3吨（75kg）模锻锤使用的锤锻模的退火、淬火、回火处理，也适用于镶块模模体的热处理。
2　 引用标准
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 1299-2000 合金工具钢技术条件
GB 11880-89 模锻锤和大型机械锻压机用模块技术条件
3　 我厂锻模常用材料的化学成分、尺寸规格及其相应的硬度要求
3.1　 我厂常用的热锻模材料及化学成分见表1.
表1　 热锻模材料化学成分 （GB 1299-2000）

钢 号
化 学 成 分（%）
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
P.S
5CrMnMo
0.50-0.60
0.25-0.60
1.20-1.60
0.60-0.90

0.15-0.30
≤0.030
5CrNiMo
0.50-0.60
≤0.40
0.50-0.80
0.50-0.80
1.40-1.80
0.15-0.30
≤0.030
3.2　 我厂常用热锻模的尺寸规格及相应的硬度要求见表2.
表2　 热锻模尺寸规格及硬度要求
高度
（h）
mm
宽 度 (b)mm
用途
硬度要求
250
300
350
400
450
500
550
600
横面
燕尾
325

1吨锤
HB d=3.0-3.2
HB d=3.2-3.4
HRC 44-39
HRC 39-35
375

3吨锤
HB d=3.1-3.3
HB d=3.4-3.6
HRC 42-37
HRC 35-30
4　 锻模模块的质量要求与进厂检验
4.1　 锻模模块质量要求
进厂模块的表面质量、内部缺陷、非金属夹杂物、退火硬度以及标记等，应符合GB 11880之有关规定。
4.2　 模块的纤维方向检验与淬硬性试验
进厂的模块在加工前应进行化学成分、纤维方向检验和淬硬性试验，必要时对非金属夹杂物及其他缺陷进行复检。
纤维方向和淬硬性试验的取样和检（试）验方法见附录A和附录B（标准的附录）。
5　 锻模热处理设备
5.1　 加热设备
5.1.1　 锻模加热采用台车式电阻炉。
5.1.2　 加热炉有效加热区内的温度偏差和测控精度应能满足模具热处理工艺的要求。
5.2　 冷却设备
5.2.1　 锻模淬火均采用油冷。加热后在双联气动升降台式油槽中冷却。
5.2.2　 锻模淬火油槽应有足够大的容积，并配备使冷却油循环和冷却的装置，保证淬火时冷却油的流动，并避免油温的剧烈升高。
在油槽近处应配备灭火器等消防器材。
5.3　 工艺装备
方形铸铁料盘。
6　 炉温测试规范
6.1　 空载测试
空炉校温应在炉温达到工艺要求并经保温2～3小时后进行。
6.2　 工作过程中的测试
模锻热处理加热时，应在炉温达到工艺要求并保温2～3小时后进行一次炉温校正，如发现偏差，立即调整。
7　 锻模的热处理方法
锻模热处理包括完全退火、翻新锻模及返修锻模的不完全退火、淬火和回火，以及气刨补焊的预热和回火。
7.1　 完全退火
一般由供货单位处理。当发现进厂模块硬度偏高或组织粗大时，方进行退火处理。
7.1.1　 裝炉方式
模块排放铸铁料盘中装入炉内，注意模块与炉墙内壁之间以及模块与模块之间的距离应不小于200mm，与炉门内壁距离应大于400mm。
7.1.2　 完全退火工艺
退火工艺曲线见图1.
图1　 模块完全退火工艺曲线
温 度
时 间
650℃
850±10℃
6~8小时（1吨锤锻摸）
8~10小时（3吨锤锻摸）
随炉冷至500℃以下出炉
3~4h

7.2　 翻新锻模及返修锻模的不完全退火
锻模翻新加工前和锻模经淬火、回火后，硬度不符合规定要求而需要重新淬火者，预先进行不完全退火处理。
7.2.1　 裝炉方式
a) 翻新锻模
料盘中预先铺放一层厚30～40 mm的碎木炭（块度5～20 mm为宜，以下同）加铸铁屑的混合物为保护剂（也可只铺碎木炭），将锻模燕尾朝下放于盘中，周围用湿黄泥（或耐火土）涂封，然后裝炉。裝炉方法同7.1.1。
b) 返修锻模的装盘裝炉方法与淬火锻模的装法相同，参看7.3.1.2及7.1.1条。
7.2.2　 不完全退火工艺
退火工艺曲线见图2。

图2　 翻新(返修)锻模退火工艺曲线
温 度
时 间
780±10℃
6~8小时（1吨锤锻摸）
8~10小时（3吨锤锻摸）

炉冷至500℃以下出炉

7.3　 淬火
7.3.1　 裝炉方式
7.3.1.1　 准备
在燕尾根部圆角处用石棉绳填满砸实，再用半干黄土将键槽堵满砸实。
7.3.1.2　 装盘
在铸铁料盘中铺放30～40mm厚的碎木炭加铸铁屑（也可用纯碎木炭）作保护剂，锻模模面朝下放于盘中，再用保护剂填满四周，然后用湿黄泥或耐火土涂封。一般情况下，每盘只装一块锻模，若装两块小锻模时，锻模之间距离不得小于150mm。燕尾面的燕尾肩部同样铺放一层保护剂，再用湿黄泥或耐火土严密封盖。装盘方式参看图3示意图。
图3　 锻模装盘方法示意图

7.3.1.3　 裝炉
裝炉方法同7.1.1.
7.3.2　 淬火热处理工艺
加热工艺曲线见图4.
图4　 锻模淬火加热曲线
650℃
2~3.5h

6~7小时（1吨锤锻摸）
8~9小时（3吨锤锻摸）

850±10℃
空冷（800—780℃）
油 冷
温 度
时 间

规格尺寸在350 mm以下的1吨锤锻模允许不经650℃等温而直接升温到淬火加热温度。
7.3.3　 冷却方法
锤模淬火的冷却方法按以下程序进行。
7.3.3.1　 清理
锻模出炉后，将燕尾和肩部覆盖的黄泥和木炭保护剂清除干净，但注意不可触动燕尾根部的石棉绳和键槽内的黄土。
吊起锻模将模膛内附着的木炭及其他附着物清理干净。
7.3.3.2　 预冷
在静止空气中预冷至800～780℃（约经过4～7min）后淬入油槽。
7.3.3.3　 油冷和提尾
预冷后锻模整体浸入油中并上下移动，约冷却2 min后将燕尾部提出油面，停留约10 min后再整体浸入油中，待整体冷却至200～150℃时出油（此时表面冒青白色油烟但不着火），沥油后立即转入回火炉。
提尾时，提出的高度应以锻模的起重吊孔刚好露出油面为准，此时燕尾面高出油面约100mm。
7.4　 回火
7.4.1　 裝炉方法
锻模淬火油冷至200～150℃时，即装进料盘中转入已预先升温至回火温度的炉内进行回火。裝炉时锻模与炉墙、炉门及锻模之间的距离参照7.1.1条规定执行。
7.4.2　 回火工艺
回火加热温度和保温时间：
1吨锤锻模———480±20℃×(6—7) h
3吨锤锻模———520±20℃×(8—9) h
7.4.3　 冷却方法
回火后出炉油冷，冷至100℃左右时出油空冷。
7.5　 燕尾补充回火
锻模淬火回火后，如发现燕尾硬度偏高时，需进行燕尾补充回火。
7.5.1　 裝炉方法
将锻模燕尾朝下架放于井式炉炉罐口上，周围空隙部分用耐火砖或铁板掩盖。
7.5.2　 加热方法（根据实践经验确定）
炉温控制在920℃（锻模燕尾表面温度为620～640℃），保温时间6 h。
7.5.3　 冷却方式
油冷至100℃左右出油空冷。
7.6　 锻模气刨焊接的预热和回火
7.6.1　 气刨前的预热
锻模气刨前应进行420～460℃×(4～5) h的预热。
7.6.2　 焊接后的回火
锻模焊接后应进行460～480℃×(4～5) h的回火，回火后油冷至100℃左右出油空冷。
8　 质量检验
8.1　 外观及裂纹检验
8.1.1　 锻模淬火回火后，模面、模膛及燕尾部分均不得有氧化、脱碳和碰伤情况。
8.1.2　 淬火回火后的锻模和翻新退火锻模，应观察整个模体，并用小锤轻轻敲击模体，听音判断，不允许有裂纹存在。
8.2　 硬度检验
8.2.1　 在锻模的分模面与燕尾面的中央部位用细砂轮轻微打光1～2处平面并砂光粗糙度 。
8.2.2　 使用里氏硬度计检验模面和燕尾硬度，每处测试3～5点，各部位硬度应符合表2之规定。
翻新锻模退火后，只检模面硬度。模面硬度要求HB≤240。

A
A
附　录　A
（资料性附录）
模块纤维方向检验方法
A.1　 标记与复检
A.1.1　 进厂的模块侧面应打印有明显的表示该模块纤维方向的“←→”形双箭头标记，有关标记的规定参看GB11880之有关部分。
A.1.2　 为保证模块纤维方向准确无误，在模块投入加工前应对其纤维方向逐块进行复检。
A.2　 试样
A.2.1　 试样规格
试样为长方体，长×宽×高分别为70×45×45.取样时，其长度方向应与模块原标示的纤维方向相一致。试样示意图见图A 1。
图A.1　 试样示意图

对规格b≤350mm的模块，允许试样尺寸缩小为70×25×45。
A.2.2　 试样的技术要求
a) 试样表面应打字编号，试样编号应与模块号一致；
b) 试样的表面不允许残留未加工的黑皮，其中A、B、C三个平面的粗糙度要求达到 。
c) 试样的A面应为与燕尾平面同方位的面，并打字头“A”标记。
A.2.3　 取样的方法
在模块燕尾肩部切取试样胚料，注意试样的长度（70mm）方向必须与模块原标示的纤维方向（即“←→”方向）相一致。取样部位示意图见图A 2。

图A.2　 试样取样部位示意图

注： 取样部位在燕尾肩部沿长度方向的一端或中段切取均可。
A.3　 检验方法
采用热酸浸蚀法酸蚀后，宏观观察各面纤维方向及其他宏观缺陷。
酸液成分： 1:1（容积比）工业盐酸水溶液
酸蚀温度： 65～80℃
酸蚀时间： 10～15min

B
B
附　录　B
（资料性附录）
模块材料淬硬性实验方法
B.1　 试样
B.1.1　 试样规格
试样采用45×45×45的立方体，对小尺寸模块，试样尺寸允许采用45×25×45的立方体。
B.1.2　 取样方法
在模块燕尾肩部切取，试样表面不得残留未加工的黑皮。
B.2　 试验方法
加热温度： 850±10℃
加热时间： 60min
冷却： 油冷
B.3　 技术要求
试样淬火后，检验表面硬度。
要求硬度HRC≥58。
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