模具钢的退火、深度加工及无损检测

㈠、模具钢的退火

①钢锭的退火

大多数的模具钢的钢锭除红送锻造或轧制外，一般均进行退火处理，一来可以防止由于组织应力和热应力产生裂纹，再者，对于那些易产生白点的钢种，可以预防白点的产生，另外，还可以通过退火处理改善钢锭凝固时偏析和清除钢锭表面的缺陷。常用的模具钢的钢锭的退火方法有：去应力退火、完全退火和不完全退火、去氢退火、高温扩散退火等。

扩散退火处理是近些年来比较实用的改善钢锭显微偏析的方法，扩散退火的温度通常在Ac3(Acm)以上150~360℃的范围内进行，温度过高对莱氏体钢很容易过烧。一般合金钢的扩散温度在1200~1280℃，一般与钢种有关系。另外，扩散需要较长的时间。

对于大多数的模具钢锭，退火的目的是消除组织应力和热应力，以防止钢锭在较长时间的放置或热加工时产生裂纹，因此，只需要普通退火处理即可。很多的模具钢锭在浇注后经缓冷，不能完全消除内应力，在存放的过程中容易发生炸裂，尤其是高淬透性的钢种和莱氏体钢，例如4Cr5MoSiV1、Cr5Mo1V、Cr12Mo1V1、Cr12等，钢锭脱模后，均应及时退火，否则易发生炸裂，尤其是在寒冷地区的冬季。

②钢材的退火

经过锻造或轧制的模具钢材， 一般都以退火状态交货，钢材退火是为了获得良好的组织和状态，以便模具零件的加工和热处理，所以对模具钢除对退火硬度的要求外，对模具钢退火后的珠光体球化级别、碳化物网状、带状等均有较严格的要求。对钢材的退火温度、冷却速度和保温时间都应仔细研究。球化退火是模具钢材常用的退火工艺方法，其工艺特点是通过控制加热温度、保温时间和冷却速度等工艺参数，以使碳化物球状化，得到球状珠光体组织，降低硬度、提高塑性和改善和力学性能。球化退火后的组织一般由铁素体基体和粒状碳化物组成，其性能是两种机械混合物的迭加。铁素体本身的硬度取决于合金元素的固溶强化、晶界强化和位错强化。而碳化物数量的增加，碳化物弥散分布都相应提高钢的退火硬度。在冶金厂一般采用等温退火或连续退火，从本质上讲，没有区别。但在等温时，一定要注意等温温度。连续退火时一般冷却速度不要超过30℃/h。常用的模具钢的退火工艺能数见第4、5、6章中的各钢号的介绍。

㈡、模具钢的深度加工

为了增加高附加值的模具钢精料和制品的生产，以及满足用户的要求，模具钢生产厂都应有设备完善的精料工厂或制品厂。对于热轧和要求两端切齐并进行倒角。各厂一般都配备高精度、率的连续拉拔机，无心磨床、辊 光机、倒角机、精密矫直机等装备，生产不同要求的模具钢精料，甚至直接供应经过粗加工热处理后的模块。

有的企业还专门成立了模具钢制品公司，配备了各种机械加工中心、精密数控机床、电加工机床、热处理设备，大批量的生产供应经机加工和淬回火处理的模具钢模块、标准模架和各种模具用标准件等高附加值制品。

㈢、模具钢的无损检测

模具钢生产厂普遍对钢材和钢坯采用无损探伤在线检测，对于模具钢的钢坯和钢材进行逐支探伤。一般对钢坯和大型钢材的表面缺陷，采用磁粉探伤；小于Φ30mm的小直径钢材的表面缺陷采用涡流法探伤，可以自动记录缺陷和进行分选，通过速度可达40m/min；对于非磁性材料和不规则形状的合金工模具钢钢材（如模块、轧辊等），采用渗透着色法检测表面缺陷；对于内部缺陷，则采用超声波探伤。在探伤前，钢材都经过清理，除盘条外，一般都采自动喷丸设备去除氧化铁皮，对盘条则采用酸洗法。对于高合金模具钢为了保证质量，在无损探伤以前，钢坯都经过砂轮机剥皮。一般钢坯钢材检验以后，采用修磨机进行局部缺陷清除。