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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, a9 E3 h( m9 _) v
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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
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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
, ]$ i. B w2 E8 V6 s, {1 e0 L高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模 O# A6 T4 n! y% j" A
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)。
, `+ x( t1 _- y１ 退火7 B+ z' y8 P9 Z- Q
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。
7 L, a4 j' y) t9 M' G" e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
, w/ ?8 d/ L4 W+ a而去除内应力。6 Z& X: {- S$ F3 a' m
（１）球化退火。/ I$ L+ z+ z: @7 |
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，$ w0 y$ N) ]9 k3 E9 `: q
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。
2 p% U+ H# F# L. N7 s8 b$ d0 `' [（２）去应力退火。
: o" U) r8 w8 o) ^( V5 j& U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9 V- a: R% ^( C/ U2 o9 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。# x, x4 M, W) Z% C6 N" O
我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：& |2 |/ R2 x! F! y% u5 i3 v" @
（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～
2 p! x! l p. `4 ?. v, I2 @１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。. P2 P) p0 q- U/ l
（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。
2 X2 I5 o2 p; B( W$ U. i/ D9 z( R（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。
* z% @. P& f& K2 Z( n, }1 G２ 淬火. Y3 \9 V8 Z- x; c& G- O& D# o( N
设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。- [, M* E+ h# K% q! H
（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、
( b4 C7 i& e7 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
* v3 m1 p2 R, ?模在高温时因自重而引起的变形.! C3 O2 _* A& u: N8 i2 n
（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8 b; G4 e1 G' R! w4 g: \/ G
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。; X/ O* O8 p/ I4 q
（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" j* H. Y/ r; f$ l$ v. t
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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O# S4 e7 f! E7 }1 @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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6 e/ p8 k5 l9 z- I9 m: {' h9 q4 a（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; X# G* q5 I; F/ 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, T7 _5 [1 z! L1 ~
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 N9 Z% _' i m却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。) }& D l+ Z; n0 ~; D) R+ l
３ 回火' f3 R2 g/ f/ p* u0 F! |9 X2 n/ ~
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+ i* @& X E6 \! N9 m( o
工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
7 @% I; l; c# T. S% z7 \+ P0 c４ 氮化处理* |( k, Q9 V5 \- g8 a7 n) l, G
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
7 ?$ W* a# I% _, ], G' k+ n/ `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。
" y) }' m# H; P8 I5 y氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。7 Z7 y* B4 h( v% R1 D& s; i5 Q+ k
５ 几点说明
3 ~: C3 N; ^! j（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
3 ]9 z' Y5 W! d3 P3 T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。
& V. g l9 k1 i- ?9 n* ~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3 N7 @$ R, }# f
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。
$ e+ M6 G) K' L1 q" f1 b, I$ E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 c. \, N. Q8 N$ ~2 s
却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。8 Q( m9 t5 l1 w# U, ]" c
（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。3 w4 l5 b3 y/ k% A# q
第一种：一般压铸模。8 u1 N7 O" R' y1 \, W# p# c- u0 d" ?+ 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( z. k$ t! s, G( Q* `" q3 c
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。5 X; Y9 P) |3 ^5 G) i- H4 \1 u7 l
第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。% Q5 G/ G( B8 I; z8 S4 M
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 c6 G: x s: Z4 y7 t( O→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。
: L6 l) d1 Q' t" {( Z2 {, k, i, |(本贴是收集整理后发布)" S$ w8 n5 M# a8 u3 @
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+ R& s3 q! |2 H3 X9 l$ ?锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次0 p# d9 _! s. W' l! \
铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次$ O F: Q% x+ m' z# e1 F
镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次
; O7 f" g/ C1 [5 k6 s7 B铜合金 第一次 500模次 第二次 1000模次. Y, m: N- A" V
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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