退火是一种模具钢材进行机械加工前的预备热处理,其主要目的是消除铸件、铸件和焊接件等的组织缺陷,消除应力和加工应力,或为后续加工作好组织准备,因此退火是十分重要的热处理工艺,根据退火温度等特点,退火的种类见表1。
表1 退火的常见种类和特点
序号 | 工艺名称 | 定义和工艺要求 | 目的和作用 | 应用及注意事项 |
1 |
扩散退火 (均匀化退火) |
加热温度在Ac3+(150~200)℃或更高温度,加热速度为100~120℃/h,保温时间按2~3min/mm计算,保温结束后炉冷至350℃出炉空冷 | 消除枝晶偏析,使钢铁零件的成分均匀化,也可部分消除应力,提高零件的力学性能,改善切削加工性 | 多用于消除由亚共析钢制作的成分偏析。考虑到保温时间长,容易表面脱碳和氧化,建议在保护气氛或封箱加热 |
2 | 完全退火 | 加热温度在Ac3+(30~50)℃,升温速度在50~200℃/h,保温时间按1.5~2min/mm计算,保温结束后炉冷至300℃出炉空冷 | 消除铸件、焊接件内部应力,使之发生重结晶,获得均匀一致的稳定珠光体组织和低的硬度,便于进行切削加工 | 用于亚共析钢和过共析钢的铸件、焊接件的退火处理 |
3 | 不完全退火 | 加热温度为Ac3+(30~50)℃或加热到Ac1~Ac3之间。通常碳钢的退火温度在770~800℃。保温时间与完全退火相同 |
①细化铸件、锻件的组织,消除内应力和降低硬度等 ②改善冷变形的内应力,降低硬度,提高塑性和力学性能,改善切削加工性能 |
① 用于共析钢和过共析钢铸件、锻件 ② 用于对冷变形钢的处理 该工艺未改变组织结构 |
4 | 球化退火 | 加热温度为Ac1+(20~30)℃,保温结束后,以(20~30)℃/h降到Ac1+(20~30)℃,保温结束后炉冷到450~500℃出炉冷却。保温时间与完全退火相同 | 形成球状碳化物,细化组织,消除内应力和降低硬度,提高塑性,为最终热处理作好组织准备 | 用于共析钢和过共析钢铸件、锻件、焊接件的工具钢、模具钢、轴承钢等预先热处理,获得球状珠光体组织 |
5 | 等温退火 | 加热温度Ac3+(30~50)℃,保温结束后快冷到Ac1+(30~50)℃,保温结束出炉空冷,保温时间与完全退火相同 | 细化组织和降低硬度,防止白点产生,获得均匀的组织和利于切削加工 | 主要用于碳钢、工具钢、合金钢的铸件、冲压件的退火,也可进行其他自硬性高合金的软化退火。该工艺具有时间短、得到较低的硬度、结构组织均匀等特点 |
6 | 再结晶退火 | 加热温度为Ac1+(50~150)℃,保温结束后炉冷。保温时间按3~4min/mm计算,或2~3h | 可完全消除冷加工硬化现象,细化组织,使拉长、压扁或破碎的晶粒,提高塑性和便于加工 | 主要用于冷加工塑性变形的冷冲、冷轧、冷拔等材料的退火处理 |
7 |
去应力退火 (低温退火) |
加热温度为500℃~Ac1,或Ac1~(100~200)℃/h,保温时间按3~4min/mm计算,或2~3h | 消除机械加工或锻件、铸件、热轧件、冷挤压件和焊接件的残余应力,减少淬火变形,稳定组织和零件尺寸,定型和防止开裂 | 用于焊接件、锻件、铸件的退火,以及机械加工后的退火,一般的退火温度常在500~650℃范围内,www.hongchao-dg.cn保温在2~4h,对于需要进行氮碳共渗和渗氮等精密零件,其加热温度应在580~620℃,温度越高则效果越好,无组织转变 |