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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+ b/ g3 N4 D B/ w
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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 S* F% H3 ?( F
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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
# F: J/ A* K8 \高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模
% c( z) D" @, o( W5 F7 z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)。
1 s/ {7 |8 @; U* o/ P* X１ 退火5 ^ j5 P D$ h. _' p
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。
2 F7 S4 g6 O: p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
1 o' c0 I; t, {. _: w而去除内应力。" v3 M+ e( o* V2 Z( q; y
（１）球化退火。
# y! ?: l# v2 r3 I Q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，
: b" X2 m! s; p6 [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。% w' T B5 z( h
（２）去应力退火。
8 L2 x8 G; ` d8 y9 G7 Z$ m+ V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3 K& d. ~9 i' m
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。& m9 ]0 [ u' \/ E1 N( N
我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：
$ y& t4 }6 Q' K3 A1 P* S0 w% L（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～
" d8 E; {9 X! O6 U１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。6 l/ R' N4 S; [+ D
（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。
# `; v! v* W- j* o; F（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。" r" N/ P' Y* u% A/ y! U
２ 淬火
* y# |2 F" H' g' P' V3 k) U设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。
& r' d# t" @/ ]. Y（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、
: K! M) l( l. U* L$ B; A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% U3 D( M+ D3 r1 ]) _ N2 `1 Y4 L3 X, G
模在高温时因自重而引起的变形.8 n& ~0 M/ f" {: r
（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
6 W6 d2 I1 n, {% m) o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。
, w! J- y" C: [8 W, A（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
7 d2 D a3 V) e) k0 E; H0 l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.
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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)4 R. ^) D' J& k* R( l& C' u( ~9 w( O
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5 B% P1 @6 n& ?; C8 ?5 I（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
9 ?) b) O6 f1 B# Z- Q/ j1 B- Q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; k7 s; n2 b& @' ?' K" O
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
) g9 D7 i* R: h3 b" b# J8 _* P! K却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。; Z# n0 Q0 n! L; _
３ 回火; U, ^, }2 [+ \
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
0 ?$ m. a$ m4 \( U1 T5 }5 O) C工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
! a0 t( ?$ H& k0 q/ F$ s. V４ 氮化处理) s( [3 ]% B7 Q, ~1 k
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' J) ^" t+ ]2 m6 t
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。
/ _) D+ i( f6 |/ C- M氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。
2 f M* o) `6 f5 j５ 几点说明
/ T7 P* j3 c9 S" `（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
, N: ]; y" f7 B9 `2 l# W P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。
/ b1 }% R* D* s& Q2 k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
0 `# [; T2 w7 m6 N9 D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。
* N7 g# O1 |2 L( \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; p [' W3 ?4 a9 H5 z
却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。
! B; ^/ t h5 g（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。: V+ U+ b5 d1 e# l- X
第一种：一般压铸模。9 y, y* z% ~8 W N: i* M2 k4 `$ q
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
3 c& X% `5 w, |0 @8 A. h P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。2 ^7 C) [5 c. X8 v
第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。( V% I1 `; D: I+ Y$ Y, [7 s4 X' f0 `
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5 t, D( ?5 M) C9 T/ ]. r
→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。
8 ]& v3 ^# f+ g( D! t( z2 b(本贴是收集整理后发布), E9 N) K4 \2 L0 ], E0 ^5 l8 S; C
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:; p$ s& U$ C4 j: j5 m/ B8 G( s
锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次5 m8 U- e+ ?2 z& E: a! k) m- m1 N+ t
铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次
+ n7 S6 ~$ R- x: V$ [镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次2 I& `( g, _8 ^! U! ~5 Y' ~. 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