冷拔機是大型設備，經(jīng)精密冷拔機加工的管件可以免切削加工、調質(zhì)處理，直接應用于煤礦單體支柱、液壓支架的活柱、油缸等。冷拔機的模具是關(guān)鍵配件，主要有外模和模芯，模具的質(zhì)量直接決定產(chǎn)品質(zhì)量和成本。因此，合理選擇模具材料及其熱處理工藝對精密冷拔機的經(jīng)濟運行起到關(guān)鍵作用。
1.材質(zhì)的摸索
冷拔機在冷拔管件過(guò)程中外模承受強烈的徑向應力和摩擦力，模芯承受壓縮應力和摩擦力。模具表面應具有高硬度，心部也要有一定的硬度，才能承受如此大的載荷。從心部到表面硬度要逐漸過(guò)渡，只有整體淬火才能滿(mǎn)足要求。
作為冷變形模具、模套和模芯的原設計材質(zhì)是Crl2MoV，采用的熱處理工藝是鍛造毛坯球化退火-1030℃淬火-200℃回火，熱處理后模具表面硬度在HRC58-60；但模具的使用壽命只有30t左右，除了嚴重磨損外還經(jīng)常發(fā)生模具開(kāi)裂現象。為了提高模具的硬度，采用1060℃淬火-500℃三次回火，硬度可以提高到HRC60-62，硬度的提高主要由于殘余奧氏體在回火過(guò)程中轉變?yōu)轳R氏體即產(chǎn)生二次硬化，為了減小淬火應力，采用熱油冷卻以及在300-380℃硝鹽分級冷卻等。但在使用過(guò)程中，僅改進(jìn)熱處理工藝模具的使用壽命沒(méi)有明顯提高。
若要從根本上提高模具的質(zhì)量，必須重新選擇更適合作冷拔機模具的材質(zhì)。通過(guò)對冷拔機模具的工作條件、失效方式及其對鋼材的性能要求進(jìn)行綜合分析發(fā)現，模具主要承受較大的徑向應力和摩擦力，主要因磨損和開(kāi)裂而失效。所以選擇能承受較大徑向應力的軸承鋼GCrl5作為樟具材料試制。
2.淬火工藝方案
GCrl5軸承鋼屬于高碳合金鋼，淬火冷卻一般多采用油冷。但GCrl5D的油淬臨界直徑只有φ25mm，且淬火后硬度僅有HRC38-40。這個(gè)硬度值不能作為冷拔機模具使用。
水淬。簡(jiǎn)要工藝路線(xiàn)為球化退火-粗車(chē)-精車(chē)-檢驗尺寸-淬火-回火-檢驗硬度-磨削。工件為φ350×φ114×100外模和φ100×120模芯球化退火工藝:800℃×23h，隨爐冷卻到650℃以下出爐。(圖/文www.fmrose.com)