模具热处理检验

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表1 锤锻模模面允许变形量（mm）



表2 压力机模模面允许变形量（mm）

　　（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。常用几种模具钢显微组织特征及马氏体最大长度，如表 3 所示。



模具热处理金相图



注： 1、在500倍放大镜下观察，表中最大长度应×500；8 H5 d- h# E& V. d6 ]( [
2、通常热作模具马氏体合格级别为2～4级；
8 @8 ?& ^$ P2 V' H( {3、所有的热作模具金相组织都可以参照表3评级；( H; v3 @( N( Z1 H0 T7 {
4、试样浸蚀剂为4％硝酸酒精溶液。

表3 热作模具钢显微组织特征和马氏体针最大长度（mm）


4 G9 A6 r8 K' |9 S% |- E/ v2 冷作模具热处理质量检验
; G! {7 [# W  c) q% J) X, @　　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。3 ]7 n$ T% ~% h1 e& ^
　　（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。( U3 Z/ V  I9 o" a: z
　　（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参考表4。
' R* `' @2 h) L" q/ U, S　　（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。9 j" \! i6 Q9 D: \" K% w8 e% Q) y
　　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。
# x& G9 g: U) R　　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。5 Z4 M" K0 H9 ]: p4 G( O: h5 c5 r
　　（4）金相检查。冷作模具钢退火后的金相组织合格级别按表5检查。


表4  冷作模具热处理后允许变形量（mm）



表5  冷作模具钢退火后的金相组织



表6  冷作模具热处理后金相检验

　　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6 p* s& m. x# o, A5 [/ `& c
　　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

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　　3.1 发黑、磷化模具质量检查  
2 ?: h2 ^+ a5 F/ m　　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。. ]1 r) f4 M% R  ~
　　3.2 碳氮共渗、软氮化、氮化模具质量检查
* ~8 j$ S( n# p4 q　　（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。% E& Y6 U: e) [# f; Q* q* [  `
　　（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。* H0 J5 A9 X" G5 K2 U+ k+ V; m2 e: H1 a
　　（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，其硬度值应符合表7规定。


表7  模具气体软氮花渗层深度及硬度

　　（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。
+ ?* M( P( f2 O8 @' R& M" i  d8 W　　氮化后一般不再进行磨加工，其化合物厚度不可超过0.03mm。
9 z) e  h5 O: U, D9 F# @2 E　　（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。
/ _0 x* n4 Q/ _/ {( L1 F4 i: H' Q　　（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。
2 G: J! X0 l6 T3 S! [# z- P0 d　　（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。
( ^5 f0 c. F( {( f　　（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 b+ P  Q, i5 G% I" [! n　　（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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