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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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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1 l F/ u$ Q* k( w$ u* g
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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2 ]; ^2 @4 j2 v* I# m4 Y% F
高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模+ t' O& e, b, c G- A! ?# _. n& H1 J
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 V0 _7 @/ S. x B( g
１ 退火- A9 w* B* n, j9 t
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。- \9 w" L; M; r$ B/ G5 R4 }! v9 f
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7 a+ ]6 Z2 j5 J& d
而去除内应力。3 d" g8 E! F \% i( y4 W. t
（１）球化退火。; e1 o- B! u8 @5 I8 N9 F
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，1 b) C1 u3 H9 [7 i
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。 O( Z) K. X9 D5 Y: C9 [ m# C, N
（２）去应力退火。
5 O. f( Z" d/ 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2 b# ]' _" r$ G) c& R T- u
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。
) H1 k: b3 X# E6 ^( e我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：
2 [ |& o- v1 r$ Z' u（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～
3 t$ g& G' |. W/ t y* Z+ C0 Y１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。
) c1 i6 \+ n7 o（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。. Y; v1 y Z+ M H+ ?# x
（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。
: _+ [! U9 ^7 F# X２ 淬火
& q9 s& m" P) s5 w设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。
8 |$ z, O* E$ [7 p（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、1 t+ [; z4 _9 v5 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
, t0 ^& m5 w0 C5 M% I0 o$ c模在高温时因自重而引起的变形.8 \' r- i; Z, {( i8 Y
（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 |1 Q* d2 Y- M1 X, t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。! [: H2 W( r/ f5 O) g0 v5 a- C. r
（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
' j5 W* ^ W1 O) P+ F0 u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２.3 z$ R9 u8 O( N( k' Y
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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)3 C2 ~/ D+ A3 j0 u( _& i
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（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
& `# q" `1 p5 {) T' h* k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% N: u) H2 f! V5 `) T q# 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
! m/ S9 m" M' C# d& k却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。5 W% c5 D5 j: F# y# l
３ 回火% z6 S: V7 l* k& n8 M+ Q: B: L5 ]& ~
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 X- n: y* P; c' d
工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
7 c& i/ G( n: g- L+ R0 {４ 氮化处理
7 p, Z( o; C8 P, t$ K% Q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
. D, x# H$ J7 u6 \6 F2 @) N0 I/ ~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。% \* o+ o ?- Y! p
氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。
- y* y6 Y, |- H& n3 @6 {５ 几点说明8 |( O- \; t4 O9 q; V. M4 ^6 c# Z
（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
' [$ E8 @# E4 `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。9 a& {- S/ f0 q% w
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 Z& Y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。- L3 q" D. @& ]9 P: T! x0 c
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
$ c. i3 m, \. _却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。
* }2 D5 C; O/ f3 u/ }（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。
7 s! t5 w, ^. H- y _! a, V2 t第一种：一般压铸模。5 [9 ~. a2 N# y& ~' s) g7 B
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2 d: n3 _* N# a& D) w
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。
' C& Y6 \; L/ a! m第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。 m' U% S% J" k
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
+ e$ j& ]' }0 ^9 \& b& r2 z# 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。- E- C J$ f' b4 o) c& F, E
(本贴是收集整理后发布)) Z* \' ~' f7 a
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:' \) s' i P& O. ~" M% N' A; ?
锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次
$ u' p/ u( u/ ~% f% F; a- l6 U铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次- D6 j4 ?! ?4 _
镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次
1 m$ b% f) Z- b8 r$ K铜合金 第一次 500模次 第二次 1000模次2 R6 W$ D. w: r# G: b w
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" G& F9 Q9 K6 P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