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铸造模具真空热处理和淬火工艺介绍

发布时间:2016年12月19日

  真空热处理技术是近些年发展起来的一种新型的热处理技术,它所具备的特点,正是铸造模具制造中所迫切需要的,比如防止加氧化和不脱碳、真空脱气或除气,消除氢脆,从而提高材料(零件)的塑性、韧性和疲劳强度。真空加热缓慢、零件内外温差较小等因素,决定了真空热处理工艺造成的零件变形小等。按采用的冷却介质不同,真空淬火可分为真空油冷淬火、真空气冷淬火、真空水冷淬火和真空硝盐等温淬火。模具真空热处理中主要应用的是真空油冷淬火、真空气冷淬火和真空回火。为保持工件(如模具)真空加热的优良特性,冷却剂和冷却工艺的选择及制定非常重要,模具淬火过程主要采用油冷和气冷。

  对于热处理后不再进行机械加工的模具工作面,淬火后尽可能采用真空回火,特别是真空淬火的工件(模具),它可以提高与表面质量相关的机械性能。如疲劳性能、表面光亮度、腐蚀性等。

  热处理过程的计算机模拟技术(包括组织模拟和性能预测技术)的成功开发和应用,使得模具的智能化热处理成为可能。由于模具生产的小批量(甚至是单件)、多品种的特性,以及对热处理性能要求高和不允许出现废品的特点,又使得模具的智能化处理成为必须。模具的智能化热处理包括:明确模具的结构、用材、热处理性能要求:模具加热过程温度场、应力场分布的计算机模拟;模具冷却过程温度场、相变过程和应力场分布的计算机模拟;加热和冷却工艺过程的仿真;淬火工艺的制定;热处理设备的自动化控制技术。

  模具淬火加热后冷却时,应选择合适的冷却介质,对长期使用的冷却介质要经常进行过滤,或定期更换。要满足不断提高的使用性能需求仅仅依靠新型模具材料的应用仍然很难满足,必须将各种表面处理技术应用到压铸模具的表面处理当中才能达到对压铸造模具高效率、高精度和高寿命的要。模具最终球化组织粗大不均、球化不完善,组织有网状、带状和链状碳化物,这将使模具在淬火后易产生裂纹,造成模具报废。

  对无法进行锻造的碳化物偏析严重的高碳模具钢可进行固溶细化热处理。模具淬火后回火不及时或回火保温时间不足。模具返修淬火加热时,未经中间退火而再次加热淬火。模具热处理的,磨削工艺不当。模具热处理后电火花加工时,硬化层中存在有高的拉伸应力和显微裂纹。对锻造后的模坯制定正确的球化退火工艺规范,可采用调质热处理和快速匀细球化退火工。合理装炉,保证炉内模坯温度的均匀性。

  在模具表面强化中采用加入稀土元素的方法得到广泛推崇。这是因为稀土元素具有提高渗速、强化表面及净化表面等多种功能(13),它对改善模具表面组织结构,表面物理、化学及力学性能均有极大地影响,可提高渗速、强化表面、生成稀土化合物。压铸模的使用条件极为恶劣。以铸造模具为例,铝的熔点为580-740℃,使用时,铝液温度控制在650-720℃。在不对模具预热的情况下压铸,型腔表面温度由室温直升至液温,型腔表面承受极大的拉应力。

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