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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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6 ]0 I# n2 p5 r" c6 X 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2 @+ s# j% y; p8 `! K; {
高压铸模的使用寿命。(以前生产用Ｈ１３钢制作的的压铸模
- a* \: Q: N2 M) d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)。
( s' G# F0 B |& x( c2 k6 E１ 退火
4 r8 X: H. W3 q* e4 w4 Y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 s. R( k1 D' `0 z. B
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1 X$ Q! f" n- g0 ?' X7 ?
而去除内应力。; _8 I/ Y4 h B6 h
（１）球化退火。/ \& K7 b" @) @2 A' H2 s8 ?: P) ~; K: |' 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，2 N& N$ \" ?' p; ?- y$ b8 e
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 E- M* k/ \7 I" i! Z6 U5 Q（２）去应力退火。
6 T: C( c, Q% G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
: M) F" N/ I( k5 t0 ~) [& n3 v6 o6 v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。5 l; X5 D$ r4 D {+ X3 x* u
我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火：
9 a, K. }/ D/ m" o! _4 e0 i（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～% z2 ]! e( A* Q" W5 b. k/ v
１０ｍｍ，进行第一次去应力退火。* B8 d& u0 X7 I6 m7 l; H2 N* ^2 v
（２）在精加工留有余量（２～５ｍｍ）时，进行第二次去应力退火。6 F# @- Q; L; ^! H
（３）在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。9 F, l2 s# r5 ^! h
２ 淬火
9 `: C3 t8 t7 S. M4 [设备为高压高流率真空气淬炉，真空淬火工艺见图１。( G& p; T& L: c
（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、
0 _6 d- J$ b* P" t. ~# C, ?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
# t5 m* |: \* ^# q1 ~模在高温时因自重而引起的变形.; {* e+ O$ U. F3 @3 C
（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
+ L3 S' @% e- U* K* I6 `% w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。
' I7 u, t" u, m' |( D* ^- i（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
8 B2 F# g& n. u5 N( z9 ], Y8 a3 m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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+ u9 V( S6 ~+ |5 P图片附件: [图1和图2] 附图1。2.jpg (2007-9-13 10:12, 47.54 K), x; {- e: c0 `* R+ a5 a( Q
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8 u: |1 ?2 R% ?1 v+ A" y（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% a) o. Y! l" v
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5 k/ }; @' @9 P' u: O4 W
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5 v- `9 H0 r2 t- R; L
却到约１５０℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。& x8 _- `$ p/ L! F) {
３ 回火. D3 S' e4 G9 G6 K2 i" J) `
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/ s2 S7 V* A* ?) J
工作硬度来确定，一般要进行三次回火。; C, h0 e. [: U# h# n. m
４ 氮化处理: T$ M- i* W& i- Z
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0 R" D/ } S! z+ L+ m; j/ c
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。* n: y! l5 h! j4 Y
氮化后需要打光，磨去白亮层（厚约０．０１ｍｍ左右）。
* ?2 a- M* X+ W* J( Y５ 几点说明+ v$ ~, z1 i2 p8 Y! h. k& 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' i% `: e4 S( X. `2 D; d/ \) {
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。( Z: t' v. i. U2 u" @4 m6 P& m/ _
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
. y$ l: E- @' O1 V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。4 m) x, Z' F; 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
8 B. v8 d, y' Z* }. s却速度、硬度等），为日后模具的热处理积累经验。
$ i- K- a4 M& J0 q$ n（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。- ~0 K, e9 ]3 d7 l, \1 z8 }$ [
第一种：一般压铸模。
2 F2 p2 |( T) v; D0 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+ ]" d* W. t* a5 J
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。
2 }4 y% v; }: V# t+ n第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。
; e' C- e0 I1 D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
% }" ]2 C# e! F3 F! N+ a→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。. U: T0 F( H7 g3 J- Y# ~
(本贴是收集整理后发布)
. b7 G# P0 W& g) 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:
1 e$ b5 P* b" G0 |: \锌合金 第一次 20000模次 第二次 50000模次% o7 c7 t2 {! ?& \( s9 Z# }
铝合金 第一次 5000---10000 模次 第二次 20000--30000模次% H- R, @/ @2 t) r4 V
镁合金 第一次 5000-10000模次 第二次 20000--30000模次! p" i' |& Q1 V# O
铜合金 第一次 500模次 第二次 1000模次" Z' f4 B8 k/ y9 x# P
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: A' m5 M z) l- ~1 j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