
1、芯棒的材料:芯棒的材料采用热作工具钢制作,H13就是一种最好的热作模具钢。
1.1、芯棒材料:德国、意大利采用X35CrMoV 05,对应我国钢种为:4Cr5MoSiV1,两者区别在于C含量有差异。国内C含量上限在42,国外要求C含量上限为38,其它元素含量无区别。;
1.2、化学成分为:C:0.30—0.38(0.42)%; Mn:≤0.60%; Si:0.70—1.20%;S:≤0.008%;P+S;≤0.020%;Cr:4.5—5.5%; Mo:1.00—1.50%;V:0.80—1.20%;
为保证钢的纯净度,要求钢中的有害元素成分和气体含量要控制在最低限度。
2、芯棒料的冶炼:
2.1、炼钢:冶炼(多采用电炉冶炼)+炉外精炼+真空脱气+铸锭
2.2、电渣重熔:钢经过精练后铸锭,再进行电渣重熔、铸锭。
3、锻造:钢锭经过快锻或精锻设备进行锻造,采用精练钢锭锻造要求锻造比大于8,采用电渣钢锭锻造比可以大于6。H13钢的锻造温度区域较窄,低于850℃就不能再进行锻造,以防止出现锻造缺陷。锻造后要进行消除应力的退火处理(不能超过72小时),消除锻造应力。
4、粗加工:对锻造后的毛坯进行外圆加工;
加工到要求的尺寸Φ±20。粗加工后要超声波探伤检查,不准许有裂纹等缺陷存在。如果缺陷较小准许局部清楚缺陷,清除后的部位要求过度圆滑,但不得影响最终的交货尺寸。
5、热处理:要求对经过探伤合格的芯棒料进行调质处理(即淬火+回火),经热处理后的芯棒要满足下列的机械性能要求;
硬度:315—360 HB;抗拉强度:σb=105—120Kg/mm2; 屈服强度σ0.2≥90 Kg/mm2;延伸系数:δ≥8%;断面收缩率:Ψ≥25%;冲击值:AK≥20J(平均、最小的一个不小于16J);晶粒度≥8。
如果热处理后芯棒直度达不到直度要求要进行热矫直(350℃),矫直后要进行消除应力退火,保证直度在全长不超过6mm。并且端部不准许有鹅头弯,全长上不准许有肘形死弯,如果有必须想办法消除掉。
6、检验
6.1、性能检验:要求在热处理后对芯棒坯料进行性能检验。
6.1.1、取样:每一热处理炉至少做不少于一组的性能检验,在芯棒料(冒口端)的端部切除不小于50mm长度后取一约30mm的试样片,在试片上取一个拉伸试样,三个冲击试样。
6.1.2、实验;在实验机上做性能实验,检测结果要符合性能标准要求。如果性能不符合标准要求,则此炉芯棒坯料需要重新进行回火处理。同时要做晶粒度检测。
6.2、探伤检查:热处理后的芯棒坯料要逐支进行超声波检查,探伤标准执行INNSE 154标准,探伤结果应符合以下规定:
6.2.1、芯棒坯料表面到深度40mm以内部位为1级。
6.2.2、芯棒坯料深度40mm到中心部位为2级。
6.3、硬度检验:在每一支芯棒坯料上都要进行硬度检查,要求在芯棒料的全长上每隔一米的位置对应的两条母线上做硬度检测,其检测的硬度值必须在要求的标准范围内,且整支芯棒硬度的最大和最小值的差不得超过30 HB。
6.4、直度检验:每支芯棒料都要进行直度检验。
检查方法为支撑芯棒的两端,把芯棒旋转360°用百分表测量芯棒的弯曲度,其值不得大于6mm,最少要检测三点以上。
6.5、直径检验:对芯棒的直径要逐支进行检验。
检测方法为在芯棒全长上每间隔一米测量一个点,在同一个点上测量垂直的两个值,测量的结果要在公差范围内(Φ±20)。
6.6、长度测量:要求对芯棒逐支进行长度测量。
检测方法为用钢卷尺对芯棒进行长度测量,测量的结果要在公差范围内(L: Φ±300 mm).
7、精加工、抛光:
要求对芯棒毛坯精加工和抛光,精加工尺寸要符合成品芯棒的图纸上的尺寸精度要求。精加工后的芯棒直径尺寸要均匀,不能有类似葫芦样的现象存在,表面光洁度要达到要求。
8、螺纹加工:螺纹连接的芯棒要进行螺纹加工,螺纹精度必须符合要求,螺纹加工完后必须把螺纹半扣部分清楚干净。
9、镀铬:每支芯棒都要进行表面镀铬处理,提高芯棒在使用当中的耐磨性,增加芯棒的使用寿命。镀铬层的厚度一般为0.045-0.055mm。要求厚度均匀,如果用户对铬层厚度有特殊要求,则按照用户要求进行镀铬。铬层硬度在60-62HRC(洛氏硬度)。
10、螺纹磷化:螺纹必须进行磷化处理,磷化层要求均匀,表面不得有噶瘩存在。