|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
压铸模零件的热处理
. @0 O0 Y) U" o9 S4 {
n: [( d" G1 C3 @7 a6 {7 B4 j高压铸模的使用寿命。 5 `2 H: M& i3 m5 m& l
关键词 压铸模 热处理 去应力退火 真空淬火 3 F( T8 E1 W+ R$ ~6 }
我厂是生产小型汽油机专业厂家，铝合金压铸模至关重要，每年大约有 50 套模具投产，年产各种压 5 s4 i' z }. r0 o( s
铸件 160 余万件，近 300t。在模具设计制造过程中，我厂拥有加工中心、UG18、Cimatron 12.0、MDT4.0、 + j- Q& ?; D4 `: G. T0 p1 a0 Q
Pro／E 等先进设备和软件。
+ {+ i7 H6 K7 |' B U6 m- N/ A据统计，模具成本费用中，材料费占１５％，加工费占８０％，热处理费占５％。以前生产的压铸模 0 Z6 N1 \; s8 `$ N5 ^
寿命低，只有１～２万模次，严重影响了正常生产。通过综合分析，认为费用仅占５％的热处理是关键因
" V; _& k3 E* |6 C& k9 m素，起着决定的作用。为此，我们聘请了德国模具热处理专家来公司现场指导，历时半年，成功解决了压
! ^7 n& ~7 q7 c( v3 E S' \铸模零件的热处理问题。现在，用Ｈ１３钢制作的压铸模的使用寿命已达到１０万模次左右。下面就压铸 $ m2 b# N, }4 b5 N6 H- y3 Y
模的热处理做以简要介绍。 ! Z8 |& v+ t# W+ V4 E: X- u
１ 退火
, H7 K! M4 O! p; I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。
6 f) {, z- H( Z) x3 M& L" J" x" m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 / @4 l0 `0 W& r& q, n1 H
而去除内应力。
4 G; B$ Y5 |9 W& U（１）球化退火。
, a8 Q6 n; T7 L" S. o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，
/ W2 x' U' ]% T1 ~! r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。
/ q% ]/ {/ }- E! E: _6 x# _（２）去应力退火。 : u- }4 a# K6 ^* _8 X3 o
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
& d/ ]2 ^: u, N% e/ Y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。
/ q- X( ]( F! U/ |* b; x德国热处理专家反复强调了这一点，他所带来的德文资料也证明了在德国去应力退火工序是模具制造 ( o, @4 I4 ]+ \% X0 W& ?5 v
过程中不可缺少的重要工序。
' \* e' n; S" O0 E我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火： ' Q/ R) B [0 u& [& [- E2 W
（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～
) o* S4 a# _$ A O% k１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。
- V: K6 n6 Q& k5 e# n（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。
+ w) r3 q, K7 P* V（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。
. F* ^# Z" J0 _; R7 x２ 淬火
( j/ ^2 p/ x w8 o/ K) `设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。 ( i1 C7 I6 l2 c8 n% f2 Q
（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、
2 [* X( m, V, S$ E0 W( L0 N$ D4 @( Q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 7 F, h! n3 a" n4 h5 J7 s3 Q( P
模在高温时因自重而引起的变形。 - d: m8 j8 ~! a0 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 5 v$ x* s6 G# l8 L+ i/ i5 z) F; p
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。
4 F) H) O# n" J7 [（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 ; x7 ?1 l* M+ |- Q. }
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。 2 a$ J% m( V+ G4 ~% b! F1 b5 B
1 g0 M1 m7 @+ j
图１ H13 真空淬火、回火工艺
$ K2 X" M5 n3 \6 r: a1 a+ P时间（min）
) Z2 V+ B) u4 u; a图２ Ｈ１３淬火硬度与保温时间关系 g6 b: I; O/ j$ S- Y' G
（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
, Q1 T, L! X: X% b" U/ t. k5 n* E$ g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
6 Z2 {" Y* n/ r$ X& h5 g/ d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 ! a( S4 T) w- [5 a6 Y$ d
却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。 + n+ u" T9 H. o) ^
３ 回火
2 J/ |" H2 [/ O$ c9 ]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
4 E" G+ M2 D9 u工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
* f3 w, U; c4 d４ 氮化处理 , X, t; ^- ` R# o4 z) F
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 ( b. F, F! _+ W$ ~/ @" b7 `- Q
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。
: R5 d- g( R) V1 O氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。 : a$ a3 g& a5 M! C
５ 几点说明 7 K( V! G+ R( P6 K! _' N) ?8 v) t3 |* d
文本框: 800～850℃文本框: 500～600℃文本框: 200℃/h文本框: 50～80分钟文本框: 1020℃文本框: 风冷文本框: 100℃开始回火文本框: 600～560℃文本框: （2～3）h8 w" N$ L9 q( Y1 x* @+ s
（三次回火）; [& j) `, y8 u0 m7 w( z
文本框: 空冷文本框: 温度文本框: 20分钟/25毫米文本框: 30分钟/
! _( @& o3 Q6 N& I. l4 t25毫米
& w3 v+ s R1 G1 x. ^4 X0 N文本框: 时间文本框: 58文本框: 56文本框: 54文本框: 52文本框: HRC文本框: 1 10 100 10004 V! @& {, P, P( ?; h+ r3 v% s7 Y
（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
0 c0 H0 L& b, k& M' t% X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。 * }$ h* w& v4 J- m+ }1 o3 H
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
/ c$ ~) Q% u% o" ?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。
5 n7 E9 d/ ~ W) W H3 D+ I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& `2 M1 p6 Y" J" `) X
却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。
* x' z \. X! U% e4 Q+ l; q$ P（２）本单位的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。
- Q$ Z+ h5 T. q$ i4 o+ F第一种：一般压铸模。
; N E. X# ?) x1 x6 L3 l, P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 $ P' m9 c! R q5 _
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。
- ~9 _4 ]5 ?3 Q# w% ^: b第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。
- N' k m1 U3 Y# d$ e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
- C3 [& j4 B# t8 R. u L→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。 |
|
[复制链接]
发表于 2008-3-6 13:17:10