火焰表面淬火技術在壓力加工模具中的應用

王磊 胡金海

摘 要：隨著經濟建設的不斷變化與發展，科學技術的大量涌現，新的理論基礎知識以及新的科學技術被廣泛的應用于各個行業之中，并推動著相關行業的發展建設。工業作為我國國民經濟建設發展的重要基礎行業之一，對經濟建設的發展有著極其重要的影響作用。下面文章針對一種新技術在壓力模具中的應用進行簡要的分析與總結，并針對這種技術存在的一些問題進行了相應的解決，以便更好的推動這種技術的使用效果。

關鍵詞：火焰淬火；壓力加工；模具

1 火焰表面淬火技術的優缺點

火焰表面淬火技術是一種新的壓力模具生產技術，起初被廣泛應用于試驗模具以及小型生產模具中，但是隨著廣泛發展使用，這種淬火技術還可以應用于大批量的模具生產中，不僅僅操作方法簡單，更加可以提高整體的生產效率以及經濟效益，且操作起來比較簡單，快捷。下面針對其優點進行詳細的分析：

（1）模具韌性高。火焰模具刃口淬火是一種常用的局部硬化淬火技術，由于模具自身內部有較強的韌性，所以在使用中就起到了一定的緩沖減少了壓力，進而使刃口不會出現斷裂的現象。（2）通常情況下，在進行壓力加工的過程中，很有可能會因操作不當而引起螺栓孔出現斷裂的現象，其維修難度較大，但是針對火焰淬火技術而言，卻容易的很多，而且在維修的過程中是極其安全的。（3）熱處理的情況下，采用火焰淬火技術不僅僅可以節約成本，而且還能縮短整體的加工時間，提高其工作效率。淬火技術利用氧氣和乙炔技術進行熱處理，對于設備的使用，材料的耗材，人工費等都相對較低，傳統意義上的熱處理技術要經過復雜的好幾道工序才能完成，不僅僅周期長而且將耗費大量的人力、物力、財力，然而采用火焰淬火技術卻能減少復雜的施工工藝，模具在機械加工完成后即可完成作業，不必再次回火進行加熱，這就大大縮短了周期，減少了成本。（4）火焰淬火技術在熱處理過程中，由于表面并沒有形成氧化物和脫碳現象的出現，而且模具形狀較小，淬火后通常不需要再次加工磨削，故而一定程度上降低了成本。（5）采用淬火技術一定程度上延長了模具使用的壽命。雖然從某種意義上說火焰表面淬火技術與一般的技術而言都會使模具表面硬度相同，但是加入淬火技術的模具表面會因有殘留的壓力，在一定程度上可以緩解疲勞強度，延長模具的壽命。如圖1為用三種鋼組合試驗，在無潤滑的情況下，往復30000次后的耐磨試驗結果。試驗表明：與使用其他三種淬火技術相比，使用火焰表面淬火技術的模具耐磨性能明顯更高。另外，火焰表面淬火模具經過長期使用后若硬化層出現磨損，可以重新迸行淬火。

圖1 曲線刃的耐磨性試驗

火焰表面淬火的缺點如下：

（1）由于這種技術要求操作者掌握熟練的施工工藝以及扎實的專業基礎知識，并根據加熱的顏色來辨別判斷加熱的受力程度，對此必須熟練掌握自動化操作的技巧和方法，不斷提高自身的技術發展水平。（2）對于模具的質地也有著嚴格的質量要求。對于火焰淬火技術而言，它是一項超高的技術工作流程，由于其操作難度較大，而且在處理的過程中，必須注意細節，大多數事故的發生往往都是由于其對細節的不重視所導致的。在早期生產過程中會出現脫落、開裂等現象的發生。

2 火焰表面淬火對鋼材材質的要求

（1）淬火性能好。根據模具的使用性能，要求刃口加熱空冷后有足夠的硬度。（2）淬火溫度低?；鹧姹砻娲慊鹨笤诤芏痰臅r間內使模具達到必需的淬火溫度，所以要求鋼材的淬火溫度必須比較低。（3）淬火溫度范圍大。由于操作時僅憑肉眼觀察溫度，淬火后要求硬度均勻、淬硬層深，所以淬火的溫度范圍越大越好。（4）淬后的韌性要保持不變。用一般的淬火方法淬火后必須進行回火，但火焰表面淬火后一般不進行回火，因此淬火后必須保持高的韌性。綜合以上四點，最適宜進行火焰表面淬火的鋼材有7CrSiMnMoV，4Cr5MoSiV等合金工具鋼。

3 火焰表面淬火的操作方法

3.1 模具的火焰表面淬火

3.1.1 厚度不超過2mm的鋼板

被加工的材料是厚度不超過2mm的鋼板時，要在平板或工作臺上進行夾緊，然后可在未被夾的任意部位進行火焰淬火。在操作過程中，為了實現安全操作，防止全部或某一個間隔的零件掉下來，夾緊部位的體積要占整個零件體積的1/3。焊槍選用通常的氣焊或氣割用氧乙炔單頭焊槍，焊槍頭噴嘴選用1-2號噴嘴，乙炔氣壓力為0.03MPa，氧氣壓力為0.5MPa。進行調整，中性火焰端以球面狀為好。必須注意，火焰呈針狀時說明氣量太大（乙炔與氧氣的混合比以l：1.15-1：1.25為最好）。如果加熱面淬火后呈白色，說明出現了脫碳現象，硬度不夠，零件容易出現早期磨損；如果加熱面淬火后呈黑色，說明氧氣的用量不夠。

火焰的中心距零件邊緣4-5mm，邊緣淬火的程度要根據其顏色來判斷，達到所需的溫度后要使焊槍慢慢地向前移動。溫度可以參照色溫表來進行判斷。淬火時，零件在赤熱狀態到黃熱狀之間是比較合適的，這時應該注意的問題是中性焰絕對不能停留，因為即使是瞬時停留也會把零件熔化；焊嘴與行進方向的角度以60度到70度為好。

在進行淬火技術的同時，要注意零部件的冷卻程度必須達到相應的硬度要求方可進行使用。但要格外注意零部件的大小不能超過其最大尺寸的30×30mm，由于零件較小，在加熱的過程中溫度變化很快這就導致冷卻的時間較長，通常情況下可以采取以下等措施進行冷卻，用刷子或者抹布蘸油進行冷卻，這樣不僅僅很快可以將零件進行冷卻且能完全符合標準要求。硬度低的原因有兩個：溫度太低導致碳化物溶餌的溫度不夠或溫度過高使奧氏體殘留太多。要區別這兩種情況，可先把零件表面的軟化層去掉，若里邊出現的不再是軟化層時，說明淬火溫度太低，解決辦法是提高加熱溫度再次進行淬火。

3.1.2 厚度超過2mm的鋼板

被加工材料是厚度超過2mm的鋼板時，用特制的雙頭加熱槍在上面和側面同時進行火焰淬火，操作方法和單頭一樣，兩噴嘴噴出來的火焰對與加熱面成135度。

3.2 彎曲模具、拉伸模具（平面類）的火焰表面淬火

平面上的淬火比刃口的淬火要相對困難些，在對7CrSiMnMoV、4C15MosiV等合金工具鋼進行淬火時，溫度下降到約200℃就會發生馬氏體轉變而硬化。根據這一原理，可以避免平面淬火時出現硬度不均。按脈動方式縱橫順序將模具加熱至淬火溫度，然后放入槽中進行冷卻，即可達到均勻淬火。

4 結束語

以上所提到的模具火焰表面淬火技術，在新鋼的生產實踐中經常被采用。實踐證明：運用該技術的效果很好，既能滿足模具淬火性能的要求，又能降低生產成本。

參考文獻

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