提高压铸模寿命的热处理细节有哪些

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2016-03-06 19:03:43 作者: 所属分类:热处理知识 阅读:475 评论:0

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提高压铸模寿命的热处理细节

以H13制作压铸模为例,采用合理的热处理工艺,可大大提

高压铸模的使用寿命。(以前生产用H13钢制作的的压铸模寿命低,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)。

1 退火

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。

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而去除内应力。

(1)球化退火。

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,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)去应力退火。

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。

我们坚持在模具制作过程中进行三次去应力退火:

(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5~10mm,

进行第一次去应力退火。

(2)在精加工留有余量(2~5mm)时,进行第二次去应力退火。

(3)在试模后,淬火前进行第三次去应力退火。

2 淬火

(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、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,防止压铸模在高温时因自重而引起的变形.

(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。

(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,

一般由壁厚和硬度来确定均热时间。

(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。模具冷却到约150℃时,关闭冷却风机,让模具自然冷却。

3 回火

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。

回火温度由工作硬度来确定,一般要进行三次回火。

4 氮化处理

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。

氮化后需要打光,磨去白亮层(厚约0.01mm左右)。

5 几点说明

(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。

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。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、冷却速度、硬度等),为日后模具的热处理积累经验。

(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。

第一种:一般压铸模。

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。

第二种:特别复杂的及淬火很易变形的模具。

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→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。

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