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,并承受反復的冷卻、加熱,因此在使用過程中,表面可能由于反復的相變引起熱應力及組織應力,同時又產生摩擦作用,故造成熱疲勞而使表層產生裂紋,因此要求模具具有熱強性、耐熱疲勞性、較高的硬度以及良好的導熱性等,該模具的實效形式為變形或塌陷,開裂等,3Cr2W8V鋼為高合金鋼,經高頻感應加熱爐熱處理后可賦予上述力學性能,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,其目的是消除機械加工應力以減少對于變形的影響。
(2)鋁合金壓鑄模的熱處理技術要求
技術要求:材質3Cr2W8V,整體硬度47-52HRC,無軟帶和軟點,表面無氧化脫碳。
(3)鋁合金壓鑄模的熱處理工藝分析與實施要點
1、該工藝考慮到模具在高的溫度下工作,要求具有熱強行,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,利用產生“二次硬化”,賦予其良好的力學性能。我們經過不斷的實驗發現該鋼在不同淬火和回火溫度下的硬度存在一定的規律,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、強度以及回火穩定性相應提高,采用高頻感應加熱爐進行550℃左右回火時,由于從馬氏體中析出高度彌散的鎢與釩的碳化物,則可產生“二次硬化”。因此通常的淬火溫度為1050-1100℃,而不采用1000-1050℃進行淬火處理,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、回火穩定差,無法滿足各項技術要求。
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定,應采用850℃、570℃兩次分級火,而570℃正好處在3Cr2W8V鋼的過冷奧氏體的穩定區域,故可以作較長時間的停留,以減少變形和開裂,其正常淬火后的組織為較細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緩慢冷卻,否則又將產生新的內應力。
4、模具進行表面處理的目的是減少或避免壓鑄時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,該模具尺寸不算復雜,但要注意操作過程中如何才能設計較合適和優的工藝及方案(含工裝、設備、參數等),只要嚴格執行工藝即可滿足技術要
熱處理工藝的好壞直接影響著工件的質量,因此,我們在執行熱處理工藝操作時,一定要非常的認真,仔細,以免工件產生不必要的缺陷,影響其使用壽命。
|