东莞祥宇金属制品有限公司
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                  东莞压铸为您提供"压铸模热处理基本原理和分析"(图)
                  [ 发布者管理员  来源本站原创  发布日期2014/1/11  阅读1778 ]

                  东莞压铸模热处理基本原理和分析

                  钢的种类非常多详细掌握所有种类的钢的热处理拜不是件容易的事?#28304;邮?#21387;铸工作的技术人员来说更须耍掌握与东莞压铸模用钢材的热处理有关的知识掌握如何对压铸模的热作模具钢恰当地进行热处理的知识尤为重要

                  所谓钢的热处理简而言之就是通过把钢加热冷却来改变钢的内部组织和性质但是由于目的不同而处理方法也有所不同东莞压铸工作者在压铸模制作?#20445;?#32463;常需对热作模具?#36136;?#34892;退火淬火回火热处理这些热处理也随钢的种类不同而有所不同即使同样目的的热处理其方法也是有所不同的钢厂在确定本厂生产的钢材最适当的热处理方法之后作为技术资料提要供给用户因?#32781;?#22312;进行热处理的实际任务?#20445;?#21487;?#25569;?#38050;厂提供的技术及有关热处理的专门书籍本文章仅就?#37038;?#21387;铸技术工作者应该具有的最低限度的热处理知识共同分享

                  退火

                  钢材退火的目的有多种其主耍目的是

                  (1)降低钢材硬度以利于加工

                  (2)消除内部应力?#21592;?#20110;防止加工后的变形和裂纹

                  (3)改善淬火前的结晶组织以利于淬火

                  现就压铸模制造过程中实施的退火处理加?#36816;?#26126;

                  扩散退火热处理

                  一般地说合金?#25191;尤?#34701;状态到凝固总是先从外表面开始然后顺次地向中心部分凝固的凝固过程中固相与?#21512;?#20043;问因为未得到充分扩散使靠近表面与中心部分的

                  合金元素的成分不一样这个现象哄做偏析?#34180;?#20026;了消除偏析就需耍进行扩散退火的热处理使整个钢材的组织变成均匀不过这个热处理应该由钢厂进行本文章不作详述

                  (由于某种原因型腔部?#20540;?#38050;?#27169;?#37319;用肖氏精铸法铸造?#20445;?#24517;须进行扩散退火处理)

                  球状化退火处理

                  锻造或热轧状态的模具钢其内部组织很不稳定硬度也很高难以切削加工而且此种状态的钢内部应力很大加工以后容易发生变形和裂纹机械?#38405;?#20063;不好对于这样的钢就需采?#20204;?#29366;化退火处理?#21592;?#20351;其内部的碳化物的结晶转变成球化的稳定的组织

                  一般市场上供应的热作模作钢已由钢厂进行过球化退火处理因此钢材购入?#20445;?#21482;要验明确实经过退火处理?#27169;?#22312;模具制作阶段就不必进行球化退火处理但是若购买来的钢材尺寸不合适或其他原因?#34892;?#38203;造和压?#37038;保?#37027;么就必须再度进行球化退火处理

                  球化退火处理必须根?#33694;?#32452;织内碳化物的状态(结晶状态大小)和钢材的大小锻造和压延状态以及所需球化的程度来确定实施?#20445;?#38656;有高度的技术和经验并且还需?#34892;阅?#33391;好且易于控制的加热炉及其他设备因?#32781;?#29699;化退火处理以依赖钢厂或专家为上策关于热处理的具体方法可以?#25569;?#28909;处理的专门书籍

                  消除应力的退火热处理

                  对有残余应力(内部应力)的钢进行机械加工?#20445;?#38543;着加工的进行应力失去平衡而引起变形若机械加工完时仍有应力的残留在淬火时则会发生大的变形和裂纹为了防止这类问题的发生就必须适时地进行消除应力的退火处理

                  作了球化退火处理的钢?#27169;?#20063;仍残存有相当内应力已经实施退火的钢?#27169;?#19968;经切割或经强力切削加工?#21482;?#21457;生加工中的内应力大家知道压铸模型块经机械加工后是要进行淬火热处理的所以必须在加工工序间进行消除这些内应力的退火处理因?#32781;?#22312;压铸模型块的各个加工面都需耍留加工余量?#21592;?#22312;消除应力的退火处理后进行精加工一般小的型块可留1-3毫米的加工余量大的型块就需留3-5毫米的加工余量另外在钢料体积的1/3以上耍被切削掉或钢料的厚度的1/2以上被加工的情况下在每一次加工工序中只须加工80%左右(加工余量留5-10毫米)加工到留2 -5毫米的精加工余量再进行一次消除应力的退火处理

                  若把热作模具钢加热到600-6500C,会使80%以上的内应力消除实际使用过程中就不会出什?#27425;?#39064;因?#32781;?#28040;除内应力的退火处理?#20445;?#21153;须缓慢地升温到600-6500C将这个温度保持到使钢料中心部分达到这个温度为止(钢料每厚25毫米需1个小时)然后在炉中冷却

                  (1)由于内部应力而引起变形加工基准面?#20013;?#38754;也将发生变形因?#32781;?#22312;进行消除应力的退火处理之前留加工余最?#20445;?#24212;包括所有加工面的精加工余量

                  (2)消除应力的退火处理的温度不要超过6500C,过高的温度会使钢料的组织变坏这一点务须注意

                  (3)在上述温度中进行退火?#20445;?#20250;发生氧化脱碳这个问题将在下一节防止氧化脱碳一起阐述

                  淬火

                  钢的淬火就是把加热到高温的钢进行?#26412;?#20919;却而提高硬度的一种热处理

                  一般地说使钢的温度上升到某种温度以上?#20445;?#38050;的组织即转变为奥氏体从这个温度以不碰到那种钢的S曲线的鼻端的速度急冷就会使钢的组织变为硬度很高的马氏体

                  上述的奥氏体温度及S曲线是随钢的种类(化学成分)而有所不同由于钢的种类不同所采取的淬火温度与冷却时间也不一样因?#32781;?#24517;须根?#33694;?#30340;种类确定钢的淬火条件和方法

                  耐热模具钢与普通的碳素钢比较就是达到S曲线的鼻端的时间相当长因?#32781;?#28140;火时作为冷却介质的水和油就没有必要?#32781;?#21482;要求充分热透加热完后取出放在大气中冷却因?#32781;?#32784;热模具钢的淬火冷却并不太难(不过对钢材升温的过程中的种种变化必须注意

                  防止氧化脱碳

                  若把钢材裸露在大气中加热到高温钢材表面就会发生氧化和脱碳如果把经过机械加工及精加工的型块不加保护地进行加热到高温就会因氧化脱碳或者表面层被烧坏而报

                  废因?#32781;?#23545;东莞压铸模成形部分的零件的淬火必须采取防止氧化脱碳的加热方法

                  近年来以防止氧化脱碳为目的的加热方法发展很快如真空炉还原性气体(CO)炉惰性气体(N2或Ar)炉盐浴炉等等采用这些加热炉?#20445;?#21482;要注意加热的深度就可以获得无氧化脱碳的理想效果关于上述各种加热方法可参考加热设备制造厂的技术说明书以及热处理专门书籍

                  在缺乏上述那种理想的加热设备的情况下可以采用?#29615;?#27861;?#34180;?#21363;?#30740;?#32781;加热的钢件装入每边距钢件50-100毫米的?#21046;?#21283;内钢件的四周上下用沥青?#22266;?#31881;填满加盖密闭放进炉内进行加热此法很实用也很方便能?#34892;?#22320;防止氧化脱碳也可以用铸铁?#34892;即?#26367;沥青?#22266;?#31881;不过铸铁?#34892;?#32463;使用后碳素减少再度使用则有脱碳的可能?#28304;?#21153;须注意还有此法使钢件加热时的温度上升相当缓慢因?#32781;?#22312;后面将要谈到的关于转变点通过时的保时间和奥氏体化保温时间要稍许延长些另外装匣?#20445;?#32781;注意便于取出

                  加热升温

                  为了便于钢件淬火必须把钢件加热到使钢的组织转化为奥氏体的温度热作模具钢的奥氏体化的适当温度是在1000-10500C钢件厚度小?#27169;?#37319;用接近下限的温度为宜钢件厚?#21364;模?#20351;奥氏体化的温度到达中心部所需的加热时间就要适当延长因?#32781;?#37319;用接近上限的温度为宜在奥氏体化升溢过程中需要注意如下几点

                  1要准?#36820;?#25484;握钢的转变点就必须了解钢的状态图关于这点可参考钢的热处理专门书籍和钢厂的有关资料不过在对钢的加热升温?#20445;?#24517;须注意切不可无故通过这个转变点

                  2众所周知在转变点以外的温?#30830;段?#20869;变化温度?#22791;?#26159;与温度成比例的膨胀和收缩但是在转变点温度不与温度成比例而由于转变引起膨胀和收缩而这个膨胀和收缩与热膨胀正好相反

                  (3)在加热升温?#20445;?#38050;的表面和中心部的温度有着很大的差异在升温过程中如?#26412;?#21152;热就会使表里温度差更大使热膨胀程度也发生更大的差异从而在钢件内部发生很大的内部应力(此种情况下近表面的是压应力中心部是张应力)此外在很大的温度差异?#38109;?#32493;?#26412;?#21152;热就会使表面和中心部(若厚薄不匀)在转变时期发生偏离在这种情况下就会产生很大的内部应力(近表面的是张应力近中心部的是压应力)这是引起变形和裂纹的原

                  因因?#32781;?#38050;的加热升温?#20445;?#22312;到达转变点之前要缓慢地升温接近转变点?#20445;?#23601;要暂时停止升温待到钢的中心部的温度均匀后再升温切不可无故地通过转变点

                  关于热作模具钢的淬火时的加热升温速度转变点及奥氏体化温度的保?#36136;?#38388;等具体要领请?#25569;?#38050;厂的有关技术指导说明书

                  (1)钢材在高温时强度很低在淬火加热到奥氏体化温度?#20445;?#30001;于钢材自重而产生变形为了防止这类情况的发生应将放入炉中加热的钢材在其弯曲断面最大的部位用支?#24418;?#25903;承住

                  (2)在?#29615;?#27861;加热的情况下炉内沮度与钢件温度的上升有相当大的时差这个时差随匣的大小钢件的大小充填剂的种类而有所不同如果经验不足应分别测定炉内温度和钢件表面温度或者用适当大的同质钢材进行实验求得可靠的数据作为决定实施的条件

                  回火

                  钢材经过淬火后硬度很高但质地变脆而且淬火?#20445;?#30001;于急冷而存在很大的内部应力如果原封不动地使用就容易破损和变形为了改善这?#20013;?#36136;使淬硬的钢件具有足够的韧性和机械?#38405;ܣ?#23601;必须进行回火处理回火后最适宜的硬度是在HRC45-47之间对回火后的硬度影响最大的是回火温度回火温度与回火硬度的关系可参考钢厂的有关资料

                  当回火温度超过5800C?#20445;?#30828;度曲线?#22270;本?#21521;下倾?#34180;?#27492;时的温度一有误差就出现很大的硬度差别

                  回火使用的加热炉的温度必须能够正?#36820;?#21152;以控制

                  此外热作模具钢的回火热处理的操作最好的淬火回火的顺序连续地进行把从淬火温度空冷的钢件冷却到常温?#20445;?#20869;应力非常大有发生裂纹的危险

                  因此应在冷到马氏体温度90%时(SKD6)钢的场合约1000C即停止冷却开始进行直接回火处理此时必须避免?#26412;?#21152;热钢件装炉时的炉内温度应确实在3000C以下然后缓慢地升温到回火温度切不可超温对于加热升温务须充分注意严加控制加热终结后进?#38156;?#20919;回火一定要进两次(形状复杂的和大的钢件需要三次)

                  氮化处理

                  普通的东莞压铸模按上述淬火回火(硬度HRC45-47)处理后便可以使用但是需耍特别耐磨和更高的表面硬度?#20445;?#23601;需要进行氮化处理使钢件表层渗入0.15-0.2毫米深的氮化层(氮化后最好把氮化表面?#24515;?#21435;0.01毫米)

                  热处理变形

                  至?#32781;?#24050;就东莞压铸模的热处理作了概略地说明但是即使严格地照此实施还是不能避免由于热处理而产生若干变形这是由于转变点引起的膨胀和收缩而产生的变形它的

                  变形最在X(宽), Y(长)Z厚)等方向多不一样这些差别是由于钢坯在加工过程中受到变形的经历各不相同而产生?#27169;?#20363;如六面锻造体共X, Y, Z各个方向的变形量比较均匀但从圆材上切下的料在?#26412;?#26041;向和长度方向就会产生差异还有板钢在压延机上切下?#20445;X, Y, Z的各个方向变形量是很不一样所有这些差异即使不太大也不能忽视因?#32781;?#22312;热处理后的尺寸修正量是必要的钢厂提供的变形的资料也有与实际不一致的情况因此对于要求精度高的部位须留?#24515;?#37327;在热处理后进行?#24515;?#20462;正或电加工

                  与热处理有关的压铸摸设计注悬事项

                  前节已谈了关于东莞压铸模在热处理时发生变形的各种原因为了减少变形和破损在压铸模的设计阶段应?#38209;?#21487;能地使型块各个部分内厚均匀不能太薄在?#29615;?#30861;使用的前提下所有拐角部位的圆?#21069;?#24452;R应尽最大一些避免应力集中

                  东莞压铸专业厂家祥宇为您提供

                  保存好热处理的数据

                  热处理的条件少许变动就会使热处理的结果发生很大的变动还有在同样条件下若加热炉的大小构造种类的不同则最终的硬度和变形量?#19981;?#21457;生变动此外由于钢材的不同X, Y, Z各个方向的变形量也不同如前面所述为掌握各个方向的变形量则需要进行实验这是项很麻烦的因?#32781;?#22312;日常进行的热处理作业中若能把热处理的条件(使用的加热炉温度与时间冷却方法等)处理后的硬度变形量变形量与原钢材的关系等(材料切取的方向)的原?#25216;?#24405;和详细数据保存下来将大大减少工作中出现问题

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