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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) f% g4 |/ q2 S$ Z6 U) r
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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
/ k% I% C; x# h8 V高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模
& F! ^. R$ r' \$ z! X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)。; y2 O* X8 r1 s1 f0 h
１ 退火# E4 ]. l2 b8 d1 }% \# W
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。
' B( l* G( g/ X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
0 V3 ?3 z8 @% U" ~6 H而去除内应力。
2 T( q) X: l0 X& n) N5 z（１）球化退火。
; H+ `0 z# j+ {$ g, `4 H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，
# S0 p$ y8 L' j) c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。
9 M* H/ ~# V: x- S: K（２）去应力退火。+ I, ]$ K" ?, Y: D
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! n b5 o/ V% e3 I# A% ~6 S6 L
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。
) h6 g" P) \2 ~$ o* N我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：$ I9 ? C5 E" g
（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 {: ~" g1 n/ a; v' ]1 t/ i0 k3 z
１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。
: T/ w" Z8 k' L) |. j& s' G5 l+ r0 a0 K（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。
' D* @1 J& ]6 l6 u3 g' ?+ x- J, K（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。; a$ l' x1 g0 ]2 P
２ 淬火7 t3 e* V& f8 F
设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。
P+ M+ E$ a; K* I- _（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、
! c/ @" _2 h6 I3 D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1 @9 v& l5 P0 D% x, p: Y" m
模在高温时因自重而引起的变形.
: O- f# Z$ [9 M2 p（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
6 i! w7 u& I+ q. z; 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。# U* m \& D: F. {: n* _* M. ~' s
（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
. H& X4 \+ \1 X& F# H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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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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" z3 _" A; b% T: d& ]. f( D2 i9 ^' f1 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
. b( R' X; @, ?5 t% M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% j3 I' X4 ], t/ D 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
" f+ h8 |$ _" e却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。5 |1 \* C7 H/ h. P# c) R% V, d5 ~
３ 回火3 N# V* N; x @0 x" R: j# p# }
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
# L1 {/ b7 r% B' T工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
8 A; o( p. d9 s# \( h, A４ 氮化处理" P+ x* u. d( w/ Q6 S& I$ A
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
1 B: ^, d0 M! e; m, x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。
& P7 X0 y! L! T5 _3 |. V# U氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。& i8 t& M8 K/ G% d# T
５ 几点说明 S) J9 c4 z3 a( s" S" H/ w
（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; l8 k a/ P( Q
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。
! O- R0 E% l; R) _3 `& K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
( N! L6 E% T/ 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。0 N7 A5 S% e4 y: H
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/ j' u' d4 h% C4 x
却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。- T' k, a8 C. ^. ]2 g
（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。; Y, w' W6 L( U" R
第一种：一般压铸模。
. d; }; ?: }; w# A& P; A3 O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. s3 b: L, H. E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 [- S9 B2 ^! s) G5 q/ Y5 ^! c) }
第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。
: ]* h; `8 i8 A3 U% A7 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
. N1 g4 n) T G→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。3 z% j' ], ?4 F1 O+ O+ w( j
(本贴是收集整理后发布)
' f. E% b! Z0 C$ x! x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:
: Q% \3 V8 u6 \+ i+ a锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次9 v& t# J$ Q% o5 [2 T# w1 Z7 ~
铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次: }- y& M$ h% J( H# V1 w6 `1 r2 }
镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次6 R$ d! D) J' q f- G; A
铜合金 第一次 500模次 第二次 1000模次
: O0 {0 P, g0 n" }* ]" g2 }0 C; Y Q4 }! K: a6 C# T% m5 x0 `
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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