【P20模具钢】碳素工具钢预备热处理的工艺流程
碳素工具钢的预备热处理包括正火、球化退火和调质球化处理。
过共析成分的碳素工具钢锻后空冷毛坯的组织一般为珠光体+碳化物。珠光体一般呈粗片状，碳化物呈网状或断续网状。T12A钢的锻后空冷组织，因停锻温度较高，晶粒粗大；又由于冷却速度较慢，促使白色的二次碳化物呈肥厚的网状大晶界析出，还有部分二次碳化物呈魏氏组织形态分布。这种不良的锻后组织，必须在球化退火之前用正火方法予以消除。T12钢的正火温度通常用810~840℃。对于严重的肥厚碳化物网，甚至要进行高、低温两次正火才能彻底消除。
碳素工具钢采用等温球化退火，加热温度760~780℃，保温2~4h，然后冷却(快冷或随炉冷)到680~700℃，等温4~6h，再炉冷到550℃左右出炉空冷。
球化质量可按GB/T 1298-1986《碳素工具钢技术条件》中第一级别图评定。试样采用纵向或横向切面，侵略者蚀剂采用体积分数为4%的硝酸酒精溶液或苦味酸酒精溶液，后一种侵蚀剂效果最佳。试样在放大500倍的显微镜下检查。标准图中把球状珠光体分成6个级别，3级球化最好，4~6级有程度不等的粗片状和粗球状碳化物，1~2级有少量细片状珠光体。T7、T8钢不易获得理想的球化组织，允许有一定数量的片状碳化物，过共析钢球化退火后，一般或多或少都存在粗粒状碳化物。T12钢的球化组织，碳化物球均匀、细小、圆整，球化等级相当于3级。T10钢模具毛坯的退火组织，组织中有片状碳化物和半网状碳化物，球化等级相当于5级。从模具淬火及回火后的金相组织可以看出，半网状碳化物在淬火加热时未能完全溶入奥氏体，在淬火及回火后仍呈半网状残留下来(白色组织)，这种组织会促使模具在工作初期就崩角失效。
推荐小型工模具毛坯采用调质球化处理工艺，可进一步细化碳化物。例如T8钢，如采用常规退火工艺，常常不易获得满意的球化质量。如采用调质球化工艺，先将毛坯在780~800℃加热淬火，然后在560~580℃高温回火2h，对于小型工模具毛坯，可获得索氏体型的点状球化组织。对于T10负模坯，可先在850~900℃或更高温度加热固溶，使碳化物全部溶入奥氏体中，然后油冷淬火或等温淬火，获得马氏体或下贝氏体组织，最后在550~640℃回火，可获得均匀细致的点状珠光体组织，同时可以消除所有碳化物偏析和碳化物网。上述两种细化碳化物的工艺，都必须与低温淬火工艺配合，从而可以得到晶粒度和碳化物双细化的效果，使工模具使用寿命成倍提高。

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