強韌化處理的機理是細晶強化。模具鋼構顯微結構的品粒度對鋼的強度和韌性均有影響，細小球狀的碳化物及小的碳化物間距，在提高機械強度的同時提高了零部件的韌性，在復雜應力作用下不易開裂，輪胎模具毛坯經(jīng)過強韌化處理斤，獲得尺寸為(5-10)μm晶粒度為10-12級的細小晶粒，從而使模具基體的強韌性明顯提高。此外，細小的晶粒度必然使相界面顯苫增加，為稀土復合滲工藝提供了更好的滲入條件。模具強韌化處理后布氏硬度為200—230HB，具有良好的切削加工性。
強韌化處理工藝參數(shù)控制包括加熱速度、加熱溫度、保溫時間及適當?shù)睦鋮s速度等因素。快速加熱是實現(xiàn)強韌化處理的關鍵，輪胎模具在快業(yè)加熱時奧氏體的形成同樣是形核和核心的長大過程，奧氏體的形核需要形核功，圳熱速度快，形核功降低，形核且增加，提高形核率，有助于晶粒細化。同時，快速加熱時上件內(nèi)外的溫度梯度所產(chǎn)生的應力引起位錯的滑移和攀移，造成的大星空位促進了形核和核心的長大過程。但過快的加熱速度將造成碳化物溶解來不及完成，使奧氏體成分不均勻，影響模具的抗蝕性，這一點對于在腐蝕性氣氛工作條件下的輪胎模具尤應注意。輪胎模具強韌化處理加熱溫度及保溫時間同樣是影響晶粒度的重要參數(shù)，加熱溫度提高，將使晶粒成長速度加快。根據(jù)奧氏體形成機理，在鋼逐步加熱到臨界點 ：的過程中，部分滲碳體按極限溶解度溶入鐵素體，當溫度達到時，奧氏體在鐵素體—碳化物邊界成核，奧氏體的形核率相高。在稍高于，形成具有奧氏體晶粒的原子排列起伏，即臨界尺寸的奧氏體晶粒，初始形成的奧氏體品粒很細。隨著加熱溫度的進一步提高，則只有奧氏體晶粒的長大，而無新晶粒的產(chǎn)生。因此，加熱溫度以稍高于為宜。確定保溫時間的依據(jù)足使模具整體達到相變溫度并實現(xiàn)奧氏體成分均勻化，由于新產(chǎn)生的奧氏體晶粒小碳含量不均勻，在碳濃度梯度影響下，發(fā)生奧氏體中碳原子從原滲碳體區(qū)向鐵索體區(qū)的擴散，這種擴散的另一個結果是造成奧氏體晶粒的擴大。顯然，過長的保溫時間必然影響晶粒細化，為使奧氏體成分均勻化而又不致造成晶粒粗化，必須根據(jù)加熱速度、加熱溫度、工件形狀及大小、裝爐量等緒多因素通過試驗確定最佳保溫時間。輪胎模具預先熱處理應以獲得細小粒狀珠光體為目的，粒狀珠光體具有良好的切削性能。同時，粒狀珠光體比片狀珠光體的強度和硬度較低而塑性韌性較好，粒狀珠光體的形成條件是加熱時貝氏體化溫度較低、冷卻時過冷度較小，為獲得具有較高強度和硬度的粒狀珠光體，輪胎模具加熱保溫后用壓縮牛氣進行強制性風冷，以提高冷卻速度，降低過冷度，取得明顯效果。
|
