壓鑄模是一類將液體金屬壓鑄成一定形狀和尺寸的模具,在服役過程中熾熱的鋁合金溶液與型腔接觸,其表面受熱溫度高,并承受反復(fù)的冷卻、加熱,因此在使用過程中,表面可能由于反復(fù)的相變引起熱應(yīng)力及組織應(yīng)力,同時(shí)又產(chǎn)生摩擦作用,故造成熱疲勞而使表層產(chǎn)生裂紋,因此要求模具具有熱強(qiáng)性、耐熱疲勞性、較高的硬度以及良好的導(dǎo)熱性等,該模具的實(shí)效形式為變形或塌陷,開裂等,3Cr2W8V鋼為高合金鋼,經(jīng)高頻感應(yīng)加熱爐熱處理后可賦予上述力學(xué)性能,完全滿足工作條件,故可適于制造鋁合金壓鑄模。
(1)鋁合金壓鑄模的機(jī)械加工工藝流程
該模具屬中小型模具,其流程為:下料一鍛造一球化退火一粗加工一穩(wěn)定處理一精加工一終熱處理(淬火、回火)一鉗修一研磨一裝配一表面處理。
其中的穩(wěn)定化處理工藝為(650-680)℃×(4-5)h,然后冷卻到400℃出爐,其目的是消除機(jī)械加工應(yīng)力以減少對(duì)于變形的影響。
(2)鋁合金壓鑄模的熱處理技術(shù)要求
技術(shù)要求:材質(zhì)3Cr2W8V,整體硬度47-52HRC,無軟帶和軟點(diǎn),表面無氧化脫碳。
(3)鋁合金壓鑄模的熱處理工藝分析與實(shí)施要點(diǎn)
1、該工藝考慮到模具在高的溫度下工作,要求具有熱強(qiáng)行,故采用較高的加熱溫度,使合金碳化物能較充分地溶解于奧氏體中,以保證淬火后具有高的硬度和良好的紅硬性,回火則采用高溫回火,利用產(chǎn)生“二次硬化”,賦予其良好的力學(xué)性能。我們經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該鋼在不同淬火和回火溫度下的硬度存在一定的規(guī)律,淬火溫度愈高則碳化物在奧氏體中的溶解量增大,故淬火后的硬度、強(qiáng)度以及回火穩(wěn)定性相應(yīng)提高,采用高頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行550℃左右回火時(shí),由于從馬氏體中析出高度彌散的鎢與釩的碳化物,則可產(chǎn)生“二次硬化”。因此通常的淬火溫度為1050-1100℃,而不采用1000-1050℃進(jìn)行淬火處理,其原因之一是除鉻的碳化物外,鎢和釩的碳化物溶于奧氏體中極少,造成碳和合金元素含量低,淬火后硬度低、回火穩(wěn)定差,無法滿足各項(xiàng)技術(shù)要求。
2、3Cr2W8V鋼具有良好的淬透性,其冷卻方法有空冷、油冷、硝鹽浴分級(jí)冷卻等,考慮到本壓鑄模精度較高,因此為了減少變形和尺寸的穩(wěn)定,應(yīng)采用850℃、570℃兩次分級(jí)火,而570℃正好處在3Cr2W8V鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定區(qū)域,故可以作較長(zhǎng)時(shí)間的停留,以減少變形和開裂,其正常淬火后的組織為較細(xì)的馬氏體十殘余奧氏體十少量粒狀碳化物
3、模具的回火溫度采用560-580℃,經(jīng)過兩次充分回火后的金相組織為回火馬氏體+少量殘留碳化物,可有效防止模具使用過程中過早開裂,需要注意的是回火后應(yīng)緩慢冷卻,否則又將產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力。
4、模具進(jìn)行表面處理的目的是減少或避免壓鑄時(shí)液體鋁合金的黏附和腐蝕,從而減少磨損,以提高使用壽命,采用氣體或液體軟氮化均可滿足要求。
5、模具熱處理過程中的變形只有得到合理的控制,才能確保尺寸符合技術(shù)要求。除了材料本身的因素、幾何形狀外,熱處理工藝的影響較大。加熱速度、加熱溫度、淬火冷卻速度和回火溫度等均有一定的影響,該模具尺寸不算復(fù)雜,但要注意操作過程中如何才能設(shè)計(jì)較合適和優(yōu)的工藝及方案(含工裝、設(shè)備、參數(shù)等),只要嚴(yán)格執(zhí)行工藝即可滿足技術(shù)要
熱處理工藝的好壞直接影響著工件的質(zhì)量,因此,我們?cè)趫?zhí)行熱處理工藝操作時(shí),一定要非常的認(rèn)真,仔細(xì),以免工件產(chǎn)生不必要的缺陷,影響其使用壽命。
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