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发表于 2008-9-15 18:45:08
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来自： 中国江苏苏州
压铸模具零件热处理
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* X( N2 P( U9 J6 G 提及热处理很多的同仁都知道，就是将模具零件放在特定的炉中加热到一定的温度，保温一段时间，再放入特定的冷却介质中按一定的冷却速冷却，最终达到预期硬度的一个过理，我这里不是讲热处理本身，而是讲一个模具零件在加工过程中的热处理的次数，热处理所应排定的位置，也即是在什么时间段进行，如有不是，请大家不啬赐教+ q t3 F) c$ Q5 {7 ?
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以Ｈ１３制作压铸模为例，采用合理的热处理工艺，可大大提- W& C1 W9 j9 m e2 J+ u: U2 f
高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模4 L# q% G4 X& Y5 K' Z M
寿命低，只有１～２万模次,改进热处理工艺后压铸模的使用寿命已达到１０万模次左右)。
% J( b: f! L4 m: V+ X0 K8 B１ 退火. y+ _' @' s8 v
包括锻造后的球化退火和模具制作过程中的去应力退火两部分。; u' Q( V& X4 b
其主要目的：在原材料阶段进行结晶组织的改良；方便加工而降低硬度；防止加工后变形和淬火裂纹0 B9 E7 x; Q' F1 k
而去除内应力。
9 w' F: W* M* S' q1 b. j8 _, h（１）球化退火。
* [9 @% b: ~ [/ S3 T/ M6 V模具钢经锻造后，钢的内部组织变成不稳定的结晶，硬度高切削困难，且此种状态的钢，内应力大，! r- {" I5 _; J2 n
加工后容易变形和淬裂，机械性能差，为使碳化物结晶变成球化稳定组织须进行球化退火。
. c2 u6 ?9 W5 g7 J（２）去应力退火。
: G$ l4 v6 O% d, S对有残留应力的模具钢进行机械加工，加工后会产生变形，如果机械加工后仍留有应力，则在淬火时
7 K _; u9 K3 g, x4 M+ L e4 ?+ E会发生很大的变形或淬火裂纹。为防止这些问题发生，必须进行去应力退火。$ o& v3 G& W, a. V( h& m1 W9 I+ S0 }
我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：
* F! i- v' T0 B! [9 m（１）在切削掉原材料体积的１／３以上形状或对原材料厚度１／２深度加工时，加工余量留有５～9 M0 Q0 f- ~. i; J9 c1 g
１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。
7 D& u/ U$ L0 \/ y9 H; I" ]) \" r' g$ [（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。
! w- D w T/ Y（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。
" w4 u; g( Y+ G& J8 o8 _２ 淬火
0 O* ]' G+ |" L1 S# A设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。. J! O* r- a2 m5 t4 H
（１）淬火前：采用热平衡法，提高模具加热和冷却的整体一致性。对凡是影响到这一点的薄壁孔、/ I1 L# P4 }. T3 b
沟槽、型腔等，都要进行填充、封堵，尽量做到模具能均衡加热和冷却；同时，注意装炉方式，防止压铸6 @) q3 Y0 I+ q& G2 c/ A
模在高温时因自重而引起的变形.
- T" O9 ~/ K4 B) Z（２）模具的加热：在加热过程中要缓慢加热（用２００℃／ｈ升温），并采用两级预热方式，防止
$ M6 D0 J" F; d2 n快速升温造成模具内、外温差过大，引起过大的热应力，同时减小相变应力。& W2 M+ U( n; D# ~0 L
（３）淬火温度与保温时间：要采用下限淬火加热温度，均热时间不宜过短或过长，一般由壁厚和硬. }2 H% f8 W. S5 b7 b
度来确定均热时间。Ｈ１３钢淬火硬度与保温时间的关系曲线见图２., J: b2 a6 a& P/ Y9 {0 U1 l
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图片附件: [图1和图2] 附图1。2.jpg (2007-9-13 10:12, 47.54 K)
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* v4 ?( w, Q c( c% x. {6 \! m（４）淬火冷却：采用预冷方式，并通过调节气压与风速，有效的控制冷却速度，使之最大限度地实
$ ^% P6 @0 }( G6 y- s7 _现理想冷却。即：预冷到８５０℃后，增大冷却速度，快速通过“Ｃ”曲线鼻部，模温在５００℃以下则5 v4 g6 i9 q$ }+ s6 Z3 ]/ Y
逐渐降低冷却速度，到Ｍｓ点以下则采用近似等温转变的冷却方式，以最大限度地减少淬火变形。模具冷
8 q4 g4 j! o+ t. ] ~" o却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。. h) L1 J% t; |& O$ r
３ 回火
# G- B* Y4 z& _* ~$ q7 z淬火的模具冷却到约１００℃时，就要立即进行回火，以防止继续产生变形，甚至开裂。回火温度由9 z) W4 Z% H7 Z( I8 {$ h8 V
工作硬度来确定，一般要进行三次回火。/ C. `! B# b1 X6 R. G' {
４ 氮化处理
. P8 p. z$ b! ?' g4 p一般压铸模经淬火、回火（４５～４７ＨＲＣ）后就能使用，但为了提高模具的耐磨性、抗蚀性和抗
: `: i8 l9 J) Z& @" h氧化性，防止粘模，延长模具的寿命，必须进行氮化处理。氮化层深度一般为０．１５～０．２ｍｍ。
' k/ s( s% H+ p氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。9 H* y0 j5 X- U7 Z) A" o+ [
５ 几点说明0 g) _7 R" }: F9 J3 N
（１）模具的热处理变形是由于相变应力、热应力的共同作用引起的，受多种因素影响。因此，在正
, E* w7 F, z; z3 v% A4 f; a% F6 Y确选材的前提下，还要注意毛坯的锻造，要采用六面锻造的方法，反复镦拔。: b/ a. L v" K. l" R# ~1 D
同时，在模具的设计阶段就必须注意，使壁厚尽量均匀（壁厚不均匀时要开工艺孔）；对形状复杂的
7 [( Y, d! p+ O, a/ a模具，要采用镶拼结构，而不采用整体结构；对有薄壁、尖角的模具，要采用圆角过渡和增大圆角半径。% z' c& r! _4 B# D3 r; R
在热处理时要作好数据记录，长、宽、厚各方向上的变形量，热处理条件（装炉方式、加热温度、冷
: _( X1 q ~6 S却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。
& y8 B6 X' I3 k3 n4 ~. [（２）压铸模的加工一般有两种工艺流程，都是根据实际情况确定的。+ }( X3 a7 `: T
第一种：一般压铸模。9 _) W% h6 ]9 ?
锻打→球化退火→粗加工→第一次去应力退火（留有余量５～１０ｍｍ）→粗加工→第二次去应力退, s) C% Y7 y" {! x# a4 e( G
火（留有余量２～５ｍｍ）→精加工→第三次去应力退火（试模后、淬火前）→淬火→回火→钳修→氮化。
1 `, M% ?$ ^ G) o, ^# H8 c/ J0 t第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。
- _% W! |! v+ ]8 Q1 V锻打→球化退火→粗加工→第一次去应力退火（留有余量５～１０ｍｍ）→淬火→回火→机、电加工1 h- \4 _2 {. E0 ~
→第二次去应力退火（留有余量２～５ｍｍ）→机、电加工→第三次去应力退火（试模后）→钳修→氮化。1 h+ [+ k% b) T* {& G2 q
(本贴是收集整理后发布)
* n3 [ B4 o# e3 U& [0 A4 w/ ]压铸模由于一直在高温,高冲蚀的状态下工作,热应力的积累会使模具产生应力开力又称龟裂.为减少热应力,投产一段时间以后压铸模模板就要进行一次消除应力的回火处理,或者采用震动除应力的办法.回火温度可取480--520度.采用真空炉进行回火的回火温度可取上限,此外也可用保护气氛炉回火或者装箱(装铁粉)进行回火处理.回火的时机:
: \$ j7 T X% o* M; D1 M$ `& z' ]. p( o锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次
. c- G2 X% J2 k$ k铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次2 _: j; F. d# ~+ _$ x" n
镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次 _9 o1 Q+ {( f7 a
铜合金 第一次 500模次 第二次 1000模次
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注意:模次包含废品模次.第三次回火处理每次之间的模次可以逐步增加,但不超过40000模次. |
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发表于 2008-9-11 11:09:33