壓鑄模零件的熱處理:
1、淬火設備為高壓高流率真空氣淬爐。
(1)淬火前:采用熱平衡法,提高模具加熱和冷卻的整體一致性。對凡是影響到這一點(diǎn)的薄壁孔、溝槽、型腔等,都要進(jìn)行填充、封堵,盡量做到模具能均衡加熱和冷卻;同時(shí),注意裝爐方式,防止壓鑄模在高溫時(shí)因自重而引起的變形。
(2)模具的加熱:在加熱過(guò)程中要緩慢加熱(用200℃/h升溫),并采用兩級預熱方式,防止快速升溫造成模具內、外溫差過(guò)大,引起過(guò)大的熱應力,同時(shí)減小相變應力。
(3)淬火溫度與保溫時(shí)間:要采用下限淬火加熱溫度,均熱時(shí)間不宜過(guò)短或過(guò)長(cháng),一般由壁厚和硬度來(lái)確定均熱時(shí)間。
(4)淬火冷卻:采用預冷方式,并通過(guò)調節氣壓與風(fēng)速,有效的控制冷卻速度,使之大限度地實(shí)現理想冷卻。即:預冷到850℃后,增大冷卻速度,快速通過(guò)“C”曲線(xiàn)鼻部,模溫在500℃以下則逐漸降低冷卻速度,到Ms點(diǎn)以下則采用近似等溫轉變的冷卻方式,以大限度地減少淬火變形。模具冷卻到約150℃時(shí),關(guān)閉冷卻風(fēng)機,讓模具自然冷卻。
2、退火包括鍛造后的球化退火和模具制作過(guò)程中的去應力退火兩部分。其主要目的:在原材料階段進(jìn)行結晶組織的改良;方便加工而降低硬度;防止加工后變形和淬火裂紋而去除內應力。
(1)球化退火。模具鋼經(jīng)鍛造后,鋼的內部組織變成不穩定的結晶,硬度高切削困難,且此種狀態(tài)的鋼,內應力大,加工后容易變形和淬裂,機械性能差,為使碳化物結晶變成球化穩定組織須進(jìn)行球化退火。
(2)去應力退火。對有殘留應力的模具鋼進(jìn)行機械加工,加工后會(huì )產(chǎn)生變形,如果機械加工后仍留有應力,則在淬火時(shí)會(huì )發(fā)生很大的變形或淬火裂紋。為防止這些問(wèn)題發(fā)生,必須進(jìn)行去應力退火。
模具制作過(guò)程中一般進(jìn)行三次去應力退火:
(1)在切削掉原材料體積的1/3以上形狀或對原材料厚度1/2深度加工時(shí),加工余量留有5~10mm,進(jìn)行次去應力退火。
(2)在精加工留有余量(2~5mm)時(shí),進(jìn)行第二次去應力退火。
(3)在試模后,淬火前進(jìn)行第三次去應力退火。
3、回火淬火的模具冷卻到約100℃時(shí),就要立即進(jìn)行回火,以防止繼續產(chǎn)生變形,甚至開(kāi)裂?;鼗饻囟扔晒ぷ饔捕葋?lái)確定,一般要進(jìn)行三次回火。
4、氮化處理一般壓鑄模經(jīng)淬火、回火(45~47HRC)后就能使用,但為了提高模具的耐磨性、抗蝕性和抗氧化性,防止粘模,延長(cháng)模具的壽命,必須進(jìn)行氮化處理。氮化層深度一般為0.15~0.2mm。氮化后需要打光,磨去白亮層(厚約0.01mm左右)。
5、幾點(diǎn)說(shuō)明
(1)模具的熱處理變形是由于相變應力、熱應力的共同作用引起的,受多種因素影響。因此,在正確選材的前提下,還要注意毛坯的鍛造,要采用六面鍛造的方法,反復鐓拔。同時(shí),在模具的設計階段就必須注意,使壁厚盡量均勻(壁厚不均勻時(shí)要開(kāi)工藝孔);對形狀復雜的模具,要采用鑲拼結構,而不采用整體結構;對有薄壁、尖角的模具,要采用圓角過(guò)渡和增大圓角半徑。在熱處理時(shí)要作好數據記錄,長(cháng)、寬、厚各方向上的變形量,熱處理條件(裝爐方式、加熱溫度、冷卻速度、硬度等),為日后模具的熱處理積累經(jīng)驗。
(2)壓鑄模的加工一般有兩種工藝流程,都是根據實(shí)際情況確定的。種:一般壓鑄模。鍛打→球化退火→粗加工→次去應力退火(留有余量5~10mm)→粗加工→第二次去應力退火(留有余量2~5mm)→精加工→第三次去應力退火(試模后、淬火前)→淬火→回火→鉗修→氮化。第二種:特別復雜的及淬火很易變形的模具。鍛打→球化退火→粗加工→次去應力退火(留有余量5~10mm)→淬火→回火→機、電加工→第二次去應力退火(留有余量2~5mm)→機、電加工→第三次去應力退火(試模后)→鉗修→氮化。