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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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, N1 d! F; [1 ]0 g7 c9 U' b 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! B- J) ^2 a7 t/ V( q E% S% B
E% c+ ]9 c$ l; S3 w( i9 L$ J以Ｈ１３制作压铸模为例，采用合理的热处理工艺，可大大提7 Q& b7 N `" B8 N# \' P2 j9 ]
高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模
) B# u3 b, s2 O U1 r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)。
5 \3 o; E% C5 Q8 O( D/ S9 R１ 退火
* w: R# D/ S. V, G/ M4 u6 ^; ?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。
, R- _: [% f& r# 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
( k& o% Q& a4 \而去除内应力。7 w' Z) \" M5 |/ h' p" O
（１）球化退火。
9 B d# D( F$ p2 ]5 a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，
; U+ y. R: b6 I# X( ?8 ~4 @: k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。
$ x$ I5 O; x% i! W（２）去应力退火。" k: b2 j) V5 N
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/ ? F+ P+ m4 E. [; I
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。( p# N, r" @& ? a0 {
我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：& h7 \8 c8 y0 |$ @$ H
（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～
! H+ V+ t6 t7 l, d１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。" P# Z6 Z1 k' g2 C
（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。7 P+ y( r/ a4 P8 k9 G9 B
（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。
& M; F) l: W, U9 j２ 淬火! D' G/ Z1 I8 z( _2 g8 x2 @
设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。% n% F% k% G8 y) \4 q. H, a
（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、
+ u9 I8 D. t* b9 j/ p5 A7 e5 y1 O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
# j0 J0 p a, F* s6 d4 T5 I模在高温时因自重而引起的变形.
2 R! B/ d2 s# w. \（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
3 \2 ?5 ~3 m7 x. r" 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。
# b% \# h( v, w& X（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' U9 R: S. y a: j0 {* G+ s) E4 j
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.. m0 V# v+ z y! x$ d
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) [/ E) f0 E6 y! X( _4 j8 I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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3 w% u2 H8 _6 T) P% F. q. C! ?6 R（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# n% x2 F$ p2 J, n1 m7 `
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3 f M! { {4 x' r: m: i# ]
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, t9 R0 c; L+ U
却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。
+ g: |, ]* t+ _３ 回火
7 t+ n) ]! B2 u4 B* M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 V& J+ k" X) C+ j7 D* J& _, l
工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
8 R! J2 P+ m* I S* B& \1 w5 }４ 氮化处理
2 \ s' r8 {1 [* B* E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9 j6 u, p# M. _$ T) \5 z
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。- U7 m1 W' Y; ^& ~
氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。6 j1 U( u: ]' z, g3 ?
５ 几点说明( W' C+ E0 {1 n( H& B( m5 V
（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
7 Q' f1 W f5 X9 o# a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。
5 i/ a' N1 U& {& H' u% j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( k' @, [' c: \
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。
9 Z: I( H; }+ a$ w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# m3 C& @. Z8 l J
却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。8 C( j; s" q& l0 Z. w: E
（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。% M# Z: t5 N% n# x. L" G9 \
第一种：一般压铸模。+ n( m- K+ l7 l/ t! `$ s* U2 G8 z
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& J0 c( G# z- i; r
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。
' S# a, Y ~ @: c, Q- J; ~第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。
) s' a# c% C5 w0 E4 l+ b s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 d5 ]" C6 t% e/ ?) [1 R8 F. q5 s' F
→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。( x. s7 \" c8 X5 \. O! X5 p i9 b
(本贴是收集整理后发布)4 L0 d8 T1 h+ V5 L) m
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:4 U$ I: ~& ~6 }& h0 L3 A( x9 `% N
锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次! w- O% K1 }& n/ f" Z" v
铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次
/ Y' N" b0 z8 f镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次
2 t7 a( R6 ]8 c' A q, U3 G铜合金 第一次 500模次 第二次 1000模次
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( K3 {4 u2 {/ a; I' A: Q" u9 C$ x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