如何正确选择1.2316模具钢的淬火介质

在选择1.2316模具钢的淬火介质时，考虑的关键因素包括模具钢的成分、所需的淬火效果、冷却速度、模具形状及尺寸等。1.2316模具钢作为一种高铬不锈模具钢，淬火时要求硬度均匀、变形小、且能够维持较高的耐腐蚀性。因此，正确选择淬火介质对于确保模具性能至关重要。

 

1. 常用的淬火介质类型

1.1 油类淬火介质

特性：油类介质包括矿物油和合成油，具有较慢的冷却速度，且冷却过程相对平稳，能够减少淬火过程中的开裂和变形。

适用性：

模具较大或形状复杂：1.2316模具钢在形状复杂或较大件的模具中淬火时，油类介质能够降低热应力和变形的风险。

对硬度要求不太高：油淬可以使1.2316模具钢达到所需的硬度，但硬度相对较低（相比于水淬），适合不需要极高硬度的模具。

1.2 水类淬火介质

特性：水或水溶液作为淬火介质的冷却速度非常快，能够迅速降低模具钢的温度，但容易引发较大的内应力，可能导致开裂或变形。

适用性：

简单形状的小型模具：在小型或简单形状的模具上使用水作为淬火介质时，能够确保足够的硬度，且由于模具体积小，变形和开裂的风险较低。

硬度要求高的场合：水淬能够大化1.2316模具钢的硬度，适合需要高硬度和耐磨性的应用场景。

1.3 聚合物淬火介质（PAG溶液）

特性：聚合物淬火介质（如PAG溶液）是水和聚合物的混合液体，能够根据浓度调节冷却速度，介于水和油之间。其冷却效果较为均匀，且可减少冷却应力。

适用性：

适中硬度和低变形要求：对于要求在硬度和变形之间达到平衡的模具，聚合物淬火介质是非常理想的选择。其冷却速度比油快，但比水缓慢，既能确保较高的硬度，又能减小模具的变形和开裂风险。

形状中等复杂的模具：对于形状复杂但不能承受太大变形的模具，聚合物淬火介质具有更好的控温效果，适合1.2316模具钢。

1.4 空气/气体淬火

特性：气体淬火通常在真空炉中进行，使用氮气或氩气等惰性气体作为淬火介质。冷却速度较慢，冷却均匀性好，几乎不产生淬火裂纹和变形。

适用性：

高尺寸精度要求：气体淬火适合要求极高尺寸精度的模具，因为其冷却过程缓慢且均匀，能够大限度减少模具的变形。

复杂模具和大尺寸模具：空气或气体淬火对于形状复杂的大型模具特别适合，减少了传统液体介质淬火中的内应力积累问题。

2. 淬火介质的选择因素

2.1 模具形状和尺寸

复杂模具：复杂形状的模具容易在淬火过程中产生应力集中，导致变形或开裂。因此，通常选择冷却速度较慢的介质，如油类或气体淬火，以确保模具在冷却过程中受力均匀。

大型模具：大型模具因体积较大，内部和表面冷却不均匀，容易导致内部应力积累。对于大型模具，使用气体淬火或慢冷的油类介质是比较常见的选择。

小型模具或简单形状模具：对小型或简单形状模具可以使用冷却速度较快的介质，如水或聚合物溶液，以确保较高的硬度和耐磨性。

2.2 硬度要求

高硬度要求：如果模具需要较高的硬度，通常使用水类或聚合物淬火介质，这些介质能够提供较快的冷却速度，从而获得更高的硬度。

中等硬度要求：对于需要平衡硬度和韧性的模具，油类淬火或聚合物溶液是较好的选择，能够提供适中的冷却速度，确保模具钢的硬度和韧性相互兼顾。

低硬度要求：如果对硬度要求较低，但对模具的韧性和尺寸稳定性要求高，可以选择气体淬火，能够提供均匀的冷却效果和小的尺寸变形。

2.3 尺寸稳定性

尺寸精度要求高的模具：对于尺寸精度要求极高的模具（如精密注塑模具），气体淬火是理想的选择，能够大限度地减少冷却过程中的尺寸变化。

对尺寸变化容忍度高的模具：如果对模具的尺寸精度要求不高，选择冷却速度较快的水类淬火介质可以实现高硬度，同时降低加工时间。

2.4 变形与开裂风险

避免变形和开裂：由于1.2316模具钢含有较高的铬和镍，具有一定的耐腐蚀性和韧性，但仍可能在快速冷却时出现开裂或变形。因此，选择冷却较慢的介质（如油类或气体淬火）有助于减少这种风险。

降低开裂和变形风险的平衡：聚合物淬火液提供了冷却速度的良好控制，能够在硬度和变形之间找到良好平衡，适合对变形和硬度都有一定要求的模具。

3. 淬火工艺控制

预热和缓冷：为减少1.2316模具钢在淬火过程中可能出现的开裂风险，通常在加热淬火前进行预热处理，并在淬火后进行缓慢冷却（如回火处理），以降低残余应力。

冷却速度控制：在使用不同淬火介质时，注意控制介质的温度和冷却速度，避免过快冷却引发过大内应力。

总结

在选择1.2316模具钢的淬火介质时，应综合考虑模具的形状、尺寸、硬度要求、尺寸精度和变形风险：

 

油类淬火介质适合复杂形状或大尺寸模具，冷却较慢，减少变形和开裂。

水类淬火介质适合简单形状的小型模具，提供较高硬度，但可能带来较大的变形风险。

聚合物淬火介质兼具水和油的优点，适合需要平衡硬度和韧性的模具。

气体淬火适合要求高尺寸精度和小变形的模具，冷却均匀但速度较慢。