模具热处理检验

  模具热处理检验应按国家标准、行业标准或企业内控标准规定的程序,对工艺文件或技术标准中规定的检验项目进行严格的检查,并监督现场工艺纪律是否按工艺贯彻,防止和减少废品及返工品的产生。质量检验是模具热处理中非常重要的环节,它是信息化、数字化管理的资料库。

  1 热作模具热处理质量检验

  热作模具热处理检验主要有4方面:外观、变形、硬度及金相。

  (1)外观检查。模具表面任何部位不得有肉眼可见的裂纹,关键部位应用5~10倍的放大镜细看。表面尤其是工作面不应有明显的磕碰伤痕。

  (2)变形检查。模具变形泛指模具平面度变化情况,用刀口尺检查平面度,并用塞尺测量。锤锻模面及压力机模面允许变形量,压铸模平面允许变形量≤0.15mm。如没有注明要求,变形量应小于留余量的1/3~1/2。

  (3)硬度检查。首先将待检部位磨平或抛光,一般用洛氏硬度计C标检定,根据情况,亦可用维氏、肖氏、里氏硬度计检查,还可用洛氏A标HRA,不少人反对用HRC标检,声称用HRC检测压痕深,有可能成为后来模具的裂纹源,但不是绝对的。如果检测的硬度值超高,应在不同部位多测几点,尽可能准确,根据示值,作出是否要提高回火温度的决定;如果所测的硬度值偏低,应在原测硬度附近重新打磨,继续检测,如果还低,应作火花鉴别或光谱分析,一定要找到致使硬度低的真正原因,为返工热处理提供理论依据。 

  (4)金相检查。从上世纪九十年代以来,笔者在多篇论文中反复强调“硬度是表面现象,金相组织才是本质”这一观点。要达到一定的硬度值,只是徒手之劳,但要达到理想的金相组织,让热处理同行伤透脑筋。实践证明,对于某一区间的硬度值,至少可实施3种不同的热处理工艺,表面上看硬度值差不多,但金相组织有一定差别,甚至有很大的差别。不要整天忙着打硬度,也要细看一下金相。浙江台州地区几家热处理专业厂,对客户送来的模具,热处理后件件检硬度,并且附上金相检测报告,客户很满意。热作模具的金相检查,可按JB/T8420-1996《热作模具显微组织评定》标准执行。

  注: 1、在500倍放大镜下观察,表中最大长度应×500;

  2、通常热作模具马氏体合格级别为2~4级;

  3、所有的热作模具金相组织都可以参照表3评级;

  4、试样浸蚀剂为4%硝酸酒精溶液。 

  2 冷作模具热处理质量检验

  冷作模具热处理质量检验也分4方面:外观、变形、硬度、金相检验。

  (1)外观检查。模具表面不得有磕碰、划伤、烧损、麻点及严重的氧化脱碳、锈蚀等现象。肉眼观察不得有裂纹,表面必须光洁,孔眼特别是盲孔内不得堵泥和盐渍,扎绑铁丝等附着物必须清除干净。

  (2)变形检查。模具热处理后变形量不得超过留磨量的1/3~1/2,允许变形范围和中心孔孔距变形范围。

  (3)硬度检查。模具热处理后应100%检查硬度,批量太大不能件件查,但也应加大抽检量,不能用仪器检者应用标准锉刀检,决不放过1件不合格者。

  冲裁模和冷冲模在离刃口5mm内硬度必须达到技术要求,不得有软点。冷镦、冷挤、弯曲及拉深类的模具,主要受力面及R处硬度必须达到技术要求。碳素工具钢小凸模尾部固定部分硬度应控制在30~40HRC,其余部分按图纸验收。

  建议用维氏、肖氏、里氏或HRA轻负荷尺标检查硬度,尽量避免用HRC检查,因为有在压痕处产生裂纹的先例,小心点好。

  (4)金相检查。 

  Cr12型钢碳化物按JB/T7713评级;W18Cr4V等高速钢中大块碳化物按GB/T4462标准评级;淬火回火金相按企业内控标准评级;模具钢淬火后马氏体级别按表6评定;高碳合金钢制冷模具显微组织可参照JB/T7713-2007标准评定。 

  3 表面强化模具质量检验

  在盐浴炉、箱式炉中加热淬火提高模具寿命的潜力挖掘很深,欲再进一步提高,困难很大,于是,人们大做表面文章,企图利用表面强化达到延长模具使用寿命的目的。 

  箱式热处理炉 

  3.1 发黑、磷化模具质量检查 

  重点检查外观、颜色、耐蚀性。发黑参照原机械工业部颁布的行标检查;磷化参照原航空部标准检查。对于HRC>55的各类模具,在发黑磷化过程中,要防止氢脆产生。

  3.2 碳氮共渗、软氮化、氮化模具质量检查

  (1)外观检查。表面应为均匀一致的颜色,无花斑、无锈迹、无碰伤。

  (2)变形检查  模具弯曲、翅曲、扭曲变形、圆度及胀缩应符合技术要求。

  (3)显微硬度检查  使用小负荷维氏硬度或显微硬度检测同炉试样的渗层硬度,小模块可直接上机检测。 

  (4)渗层组织检查。按国标GB11354《钢铁零件渗氮层深度和金相组织检验标准评定》检查,渗氮层组织不应有网状氮化物和鱼骨状的氮化物,允许有少量的脉状组织。

  氮化后一般不再进行磨加工,其化合物厚度不可超过0.03mm。

  (5)耐蚀性检查  将工件或试样经6%~10%CuSO4水溶液滴定,在5min内无铜析出为合格,还可以用盐雾试验法检验。

  (6)氧氮化模具质量检查。参照JB/T3912-1999《高速钢刀具蒸汽处理、氧氮化质量检验》标准检验。

  (7)TiN涂层模具质量检查。参照JB/T8365-1996高速钢刀具TiN涂层技术标准验收。

  (8)渗硼模具质量检验。渗硼模具质量检验按照JB/T4215-1996《渗硼》和JB/T7709-1995《渗硼层显微组织、硬度及层深测定方法》标准执行。

  (9)其他。近年来,模具表面强化技术发展相当快,如渗金属等。应按国家或行业标准要求检查,如无标准,供需双方协商拟定一个简单实用的检验标准。


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