壓鑄模具熱處理

壓鑄模熱處理第一頁，共三十三頁。熱處理服務(wù)項目

VacuumHardening真空淬火

Sub-zero深冷處理Annealing退火

Stresstemper去應(yīng)力Nitriding氮化

Oxidation氧化ABPABP強化ABP+OxidationABP+氧化ABP+NitridingABP+氮化Nitriding+Oxidation氮化+氧化第二頁，共三十三頁。壓鑄模具的熱處理第三頁，共三十三頁。壓鑄模裝爐準備1、在提前預(yù)知的情況下，對于大模具的各拐角盡量加大，邊緣開口建議R〉20MM。2、型腔背面的冷卻水孔（尤其點冷孔）用石棉堵上并塞實。原因：因型腔的表面距離冷卻水孔的距離可能不一樣，薄的地方易引起過熱、應(yīng)力大等，造成開裂及失效。250KG以上或有效厚度大于200MM的模具熱處理之前必須進行去應(yīng)力處理。（見圖二）圖一圖二圖三尺寸：710*620*260MM902*750*450MM780*780*400MM第四頁，共三十三頁。壓鑄模裝爐準備3、型腔內(nèi)尖角的地方、厚薄相差較多的地方用石棉包扎，以防開裂。（見上頁圖一）4、邊緣有較大開口（開口大于此邊長度的1/5，并且深度大于厚度的1/3）的地方用鋼板遮擋或焊接，以防開裂和變形。所有的邊緣開口的內(nèi)外側(cè)均用石棉包扎，以防開口處的內(nèi)外側(cè)開裂。（見上頁圖三）5、必須插心部和表面的熱電偶。6、鐵沫吹干凈，由于壓力很大，冷卻時鐵沫易擦傷爐室內(nèi)襯。7、對于粗加工留下很薄的連接鐵片，用銼刀銼平，不能自己搞好者，由客戶協(xié)助完成。8、若凸模凸出是總厚度的1/3以上，凸出部分必須用廢料頂住，見下頁右圖。9、仔細檢查型腔及各拐角開口處的狀況,有無開裂或加工缺陷，必要時需探傷確定。第五頁，共三十三頁。壓鑄模裝爐1、盡量豎放，模具各部分冷卻較為均勻，但冷速沒有平放快。平放冷卻不均勻，爐室內(nèi)氣流不夠順暢，會出現(xiàn)模具邊緣溫度低，而模具中間部溫度高的現(xiàn)象，對邊緣開口處易開裂，另外對將來模具壽命有影響。平放冷卻時亦對爐室的元件容易疲勞。2、熱電偶插好，并要防止脫落。3、模具的所有邊緣開口盡量不在上下兩個風(fēng)向上，以防開口根部連接處開裂。尺寸：892*890*270MM第六頁，共三十三頁。壓鑄模工藝（直接淬火）說明直接淬火冷卻：1、預(yù)熱：采用慢升溫4H到560度，保溫按每40MM/H，心部到555度以上。2H升溫到850度，保溫按每50MM/H，心部到845度以上。2、奧氏體化：由850度用40MIN的時間升到1020度，心部到1005度保溫35MIN淬火冷卻。3、冷卻壓力盡量的高7-8BAR以上。第七頁，共三十三頁。壓鑄模工藝（直接淬火）說明1、采用較慢的加熱速度及很長的保溫時間，主要是為了使模具的心部和表面均溫，使熱應(yīng)力達到最小，減小變形和開裂的風(fēng)險。2、采用慢升溫，奧氏體化時心部到1005度即可保溫35分鐘淬火。因為模具表面溫度在到達Ta-5度時最多保溫60-90MIN（NADCA要求）,因而如果心部要達到一個較高的溫度之后再保溫，可能會造成表面組織粗大，甚至過熱。3、冷卻時采用較大的壓力，將對設(shè)備的穩(wěn)定性有很大的考驗，模具的內(nèi)外溫差很大，造成很大的應(yīng)力，開裂的風(fēng)險很高。在馬氏體轉(zhuǎn)變階段是可怕的。第八頁，共三十三頁。壓鑄模工藝（分級淬火）說明分級淬火工藝：1、升溫和保溫時間同直接淬火工藝。2、分級前后采用6.5-8.5BAR以上的淬火壓力。第九頁，共三十三頁。大壓鑄模工藝（分級淬火）說明1、分級前壓力：因為分級淬火，所以在分級前應(yīng)采用設(shè)備的較高壓力，盡量的提高冷卻速度，從而達到較好的性能。此時模具的開裂風(fēng)險是比較低的，因為只有熱應(yīng)力在作用，沒有發(fā)生任何的組織轉(zhuǎn)變，因而組織應(yīng)力是比較小的；而且模具處于軟態(tài)，開裂風(fēng)險更低。2、分級溫度設(shè)定為427度，分級時采用壓力應(yīng)該控制Ts溫度在413-447度之間為準。分級時間最多5-8MIN，或Tc-Ts小于111度、或表面溫度已低于413度，以上三個條件任何一個發(fā)生即可結(jié)束分級。第十頁，共三十三頁。大壓鑄模工藝（分級淬火）說明3、分級之后模具表面和心部的溫差已經(jīng)很?。?11-150度），比直接淬火在此階段的溫差要小得多（在分級5-8MIN的情況下，溫差基本縮小約100度），因而可以采用較高的壓力冷卻。因模具表面會很快發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，在320-270度要有很快的冷速，應(yīng)和分級前采用基本一致的淬火壓力。4、有分級的淬火其心部的冷速與直接淬火基本一樣，但表面冷速將會受到影響，即損傷性能。模具表面形狀不均勻、厚薄不均、這樣分級時某些部位冷速會受影響。因而其分級的時間不宜太長，不要超過8MIN。第十一頁，共三十三頁。大壓鑄模工藝（分級淬火）實例案例模具尺寸：780*780*400MM，重量1294KG，材料DIEVAR分級前后壓力：8BAR，分級中壓力4.5BAR（1500轉(zhuǎn)），表面到分級開始溫度時，心部表面溫差為201度，分級8MIN后，心部表面溫差降到135度。第十二頁，共三十三頁。大壓鑄模工藝（分級淬火）實例案例

第十三頁，共三十三頁。壓鑄模選擇分級或直接淬火的標準以下狀況必須選用分級（壓鑄模）：1、重量：重量大于500KG視為大模具，必須使用分級。2、重量250KG以上，模具邊緣有較深開口，深度大于總厚度的1/2，必須使用分級。3、重量250KG以上，邊緣開口底部與基體連接處R小于10MM，必須使用分級。4、重量250KG以上，若凸模凸出是總厚度的1/2以上，根部除用石棉包扎、突出部分用廢料頂住之外，必須使用分級。5、重量大于250KG，模具厚度大于200MM（非有效厚度），必須選用分級淬火。6、重量大于250KG，型腔內(nèi)整體呈連續(xù)波浪狀時，選用分級淬火，因此類型模具的點冷孔較多，直接淬火易開裂。其余狀況可以選用直接淬火冷卻工藝。第十四頁，共三十三頁。壓鑄模的淬火出爐1、心部冷到150度即可出爐空冷，以減少組織應(yīng)力，從而降低開裂的風(fēng)險。2、空冷到表面溫度為50度左右立即進行第一次回火。3、回火之前將保護的石棉拆除，用放大20倍的放大鏡檢查是不是有開裂處，有情況及時通知客戶采取補救措施。4、回火前模具溫度不能太高，否則影響組織轉(zhuǎn)變的徹底性。第十五頁，共三十三頁。壓鑄模的奧氏體化溫度問題1、奧氏體化溫度（DIEVAR）：A、500KG以上壓鑄模適當降低，設(shè)定為1020度，以防長時間保溫導(dǎo)致表面組織粗大，心部到1005度保溫35MIN開始淬火冷卻。此類模具必須做分級淬火。B、500KG以下選用奧氏體化溫度為1020度。2、奧氏體化溫度（8407）：A、500KG以上壓鑄模適當降低，設(shè)定為1020度，以防長時間保溫導(dǎo)致表面組織粗大，心部到1005度保溫35MIN開始淬火冷卻，此類模具必須使用分級淬火。

B、500KG以下選用奧氏化溫度為1025度。第十六頁，共三十三頁。壓鑄模淬火冷卻幾點注意事項在遵照模具選擇分級或直接淬火冷卻方式的前提下，還應(yīng)注意以下幾點：1、冷卻水的溫度應(yīng)控制在低溫。夏天23-28度，冬天18-22度2、大壓鑄模的熱處理性能要好，因而冷卻時壓力要高，只要不開裂，變形應(yīng)不做考慮（變形是淬火時的變形），建議模具熱處理前單邊留量大于0.3%。3、因為考慮更多的是性能，變形是次要的，所以機加工要有足夠的留量。4、模具裝爐前的保護過關(guān)。第十七頁，共三十三頁。壓鑄模（500KG以上）的回火1、回火裝爐前觀察回火爐溫，不能太高，300度左右是可行的，溫度太高，回火加熱時將會有加熱應(yīng)力產(chǎn)生。2、每次回火預(yù)熱按50MM/H，由540度升溫到調(diào)整硬度溫度時間為40-60MIN。調(diào)整溫度保溫230-240MIN。3、出爐后最后一次回火空冷（不用風(fēng)機吹）4、每次回火之間要冷透，才能進行下一次回火。5、為了回火充分，大的壓鑄模至少要回火4-5次。6、每次回火最好使用同一臺設(shè)備，這樣可以更好的掌握硬度的均勻性。7、調(diào)整硬度要小心，如果低了，返工一般情況下危險就太大了。第十八頁，共三十三頁。壓鑄模的硬度測試1、每次回火之后均要測硬度，而且至少檢測四個位置以上，確認整體的硬度狀況。2、根據(jù)硬度狀況，確認是否在接下來的回火中調(diào)整模具的方向，以達到整體的硬度較為均勻。注意：這必須是在使用同一個爐子的情況下。3、最后一次回火結(jié)束之后，一定要自然冷卻，否則可能會產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力。4、硬度必須做中上限，大壓鑄模硬度要求一般在44-46HRC，防止在將來使用過程中的大型開裂。但也不能太低，畢竟硬度太低易產(chǎn)生早期龜裂等失效。5、大模具的品檢要仔細，認真確認其硬度的均勻性，各種曲線記錄齊全并保存。以便模具有問題時進行分析。第十九頁，共三十三頁。壓鑄模工藝分析1、壓鑄模的曲線記錄齊全，在熱處理過程全部結(jié)束以后必須進行分析。仔細確認過程是否存在問題，找出不足，已備下次避免。所有的分析過程應(yīng)該進行記錄。2、淬火的加熱、預(yù)熱、保溫、冷卻各階段的速率、回火的溫度、時間、硬度的均勻性等全部在分析范圍之內(nèi)。第二十頁，共三十三頁。壓鑄模工藝分析1、加熱的充分性：預(yù)熱我們結(jié)合了日本的工藝；奧氏體化結(jié)合了NADCA標準。2、插熱電偶的準確性。3、分級淬火時，分級時間的選擇：我們結(jié)合了GM及NADCA標準。傾向于GM的分級5-8MIN，主要考慮降低了一些開裂風(fēng)險，對性能損傷較小。第二十一頁，共三十三頁。硬度硬度的問題A、重量在500KG以上者建議使用44-46HRC。B、重量在300-500KG者建議采用45-47HRC。C、重量在100-300KG者建議采用46-48HRC。D、重量在100KG以下者建議采用47-49HRC。E、對于很小的模具可以建議采用48-50HRC。以上是針對8407和DIVAR而言，8407做中下限。第二十二頁，共三十三頁。周期壓鑄模具的熱處理周期（從模具到我司開始計算）：1、500KG以上模具熱處理：先進行650度去應(yīng)力處理（1天）、淬火（1天）、回火四次（4天），以上合計六天時間完成出貨。2、500KG以下模具熱處理：先進行650度去應(yīng)力（1天）、淬火+三次回火（3天），以上合計四天完成出貨。3、只做560度去應(yīng)力的模具：收到模具立刻進行處理，第二天發(fā)貨。第二十三頁，共三十三頁。壓鑄模圖片尺寸：892*890*270MM892*890*300MM755*700*220MM

尺寸920*720*320MM920*720*320MM852*703*300MM第二十四頁，共三十三頁。壓鑄模具的保養(yǎng)第二十五頁，共三十三頁。保養(yǎng)方式一：ABP模具表面強化1、ABP表面強化原理：ABP表面強化處理是以特殊介質(zhì)高速撞擊金屬表面形成一層緊密而壓縮的組織，以提高材料表面的強度和硬度，通常此影響區(qū)的深度為0.07-0.10mm左右。2、ABP應(yīng)用：ABP表面處理不僅應(yīng)用于壓鑄模具還可以應(yīng)用于熱溫鍛模，適用于材料有：8407，DIEVAR，HOTVAR，8402，QRO-90等熱作鋼材。第二十六頁，共三十三頁。保養(yǎng)方式一：ABP模具表面強化3、ABP表面處理的作用：A、熱疲勞強度提高B、抗熱侵蝕性提高C、改善模具表面熱龜裂D、表面強度和硬度增加E、改善材料表面的焊補F、去除殘余加工應(yīng)力ABP表面處理可以應(yīng)用于模具的長期保養(yǎng)。第二十七頁，共三十三頁。保養(yǎng)方式二：模具氮化處理1、軟氮化處理原理軟氮化是在有活性碳，氮原子的氣氛中進行低溫氮碳共滲的方法。從而獲得以滲氮為主的氮碳共滲層。2、氮化層硬度高，可提高壓鑄模具表面耐磨性，白亮層在一定程度上提高抗沖蝕性。但是由于氮化層的熱疲勞性能較差，另外，較厚的氮化層，白亮層較硬，滲層韌性較差。易引起壓鑄模具表面早期開裂。

3、一勝百采用工藝控制產(chǎn)生無白亮層的淺薄軟氮化層（約5-8絲），從而降低了由于使用一般軟氮化工藝所造成模具抵抗熱疲勞龜裂下降的風(fēng)險。第二十八頁，共三十三頁。保養(yǎng)方式三：模具蒸汽氧化處理1、氧化處理的原理采用特別開發(fā)專用的設(shè)備，進行蒸汽加熱，在模具表面生成致密的，穩(wěn)定的具有保護性的Fe3O4氧化膜。2、對壓鑄模進行適當?shù)恼羝趸幚?，在不改變原材料機械性能的前提下，氧化膜隔離了液體金屬與模具材料的直接接觸，從而提高模具抵抗侵蝕的能力。3、蒸汽氧化膜其表面鱗片狀結(jié)構(gòu)增強了模具表面對潤滑劑的附著，降低了摩擦系數(shù)，易于脫模。4、蒸汽氧化處理能有效延緩液體金屬對壓鑄模具材料表面的粘著和熔損，可以被應(yīng)用于壓鑄模具，尤其是易受侵蝕的壓鑄模具第二十九頁，共三十三頁。保養(yǎng)方式四：模具的去應(yīng)力1、模具熱處理之后進行機加工時，會破壞應(yīng)力