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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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$ q, S8 l, p( Q+ M$ P' H- S 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+ k- y( f. Y# w% @$ b) w) Y7 W
* l) \0 U( O4 ^: O以Ｈ１３制作压铸模为例，采用合理的热处理工艺，可大大提
8 Z6 L$ Q& d; @3 Z高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模
/ k$ G! u* Y U& L) m+ m* r3 C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)。) w) ?; Q' U7 b# i* x
１ 退火, z$ x1 Y' f/ o g6 C
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。& N. X2 A) v1 }7 H2 l! S
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; G4 |$ G. k: S& U/ ^
而去除内应力。
& c! ], d; W. C* y（１）球化退火。
& a/ p- E4 O( n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，6 f( r2 A6 y i: x5 S2 E/ s
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。0 q' {: r; l) L& c' x) z
（２）去应力退火。
. O- A% x; U: L4 U, E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: y$ r2 w' G: ~" U" o4 s! V0 d
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。
3 |9 V7 E' u1 d6 M$ V7 l+ o3 |- b- a我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：
# L7 { g5 W0 O; |4 A+ q（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～
# j" C/ C/ R }" \2 e１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。7 w& p. U4 b. l
（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。
5 W9 L# D0 P$ u- I6 A（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。- G1 m8 Q( e8 l, ^ ^; H
２ 淬火
1 R/ g2 g$ p+ ]/ ]设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。
6 L! k$ d* ?0 m/ p9 g8 S（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、
! f4 O2 K# W0 y' N! l' A. k2 V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. I% F2 W% ]' b, K5 D& Q- t
模在高温时因自重而引起的变形.: j9 m8 L+ \& }# M0 G1 S& L
（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$ i, g4 G) _3 B4 l
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。, i+ U/ B) @, ]% A. R" n" B
（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
, m% y) x6 z8 ~' B5 ~" c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２.6 r0 E" h0 r0 |$ m3 G" Z
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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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% X/ [; W. `: C6 M% Q I& o/ n! N) H（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
7 e+ G! N% G8 t3 C; e. P' b/ M* h3 u6 H- `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- Y' ~4 C' S3 _9 E( r6 r( {
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1 l* K1 |% I6 Q/ l/ z' f
却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。4 O; A" i& E; X3 f* R6 k# M
３ 回火& X9 S I- J* G) ~9 i7 B
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& {; x+ i8 u2 l4 g
工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
0 ^$ U$ @' _" W1 z' e４ 氮化处理
5 e9 b; S; C0 x7 J8 m" q9 h5 J) Y$ n' n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
; E; B% ]& f8 ?4 T: M, C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。
; c/ Z$ T% o2 L' d d& \& \' U氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。; r5 G P6 w- w- _6 H
５ 几点说明+ T" B' g: `3 n: M. m
（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
: p4 q7 J0 x/ e2 O; e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。
# b2 J/ w9 I8 r& t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
! y4 h/ i7 z1 I8 k% l) {& I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。
$ R* Z; I+ P* |- ]4 R6 j3 P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
5 l; o4 C3 r1 }9 e- ~8 U. N1 Y0 h却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。
# R' E$ s ~- l9 w; |（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。
& S# @2 z' `* U" K9 Y2 m, T5 s第一种：一般压铸模。
$ D" [3 z$ |1 u* j4 i: v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7 V, w* i3 r3 \; M+ `; j
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。
0 Q3 z* d9 i l8 k( R第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。. R+ `9 d4 }3 C
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
/ u- w7 J8 k. s+ z→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。
! p# L% ]/ \1 u/ i0 O+ I(本贴是收集整理后发布)' d2 Q& y: @: T) s! u
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:
" u2 I+ ?# e8 d7 r/ m. Q, x& i" Z锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次7 a2 P7 @# @5 ]" x! c9 Q
铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次' h8 g) ~3 ?5 f& A8 W: @2 N% Y6 T
镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次
$ S9 H3 J1 i3 T6 G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