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如何防止压铸模具的热处理变形和开裂?

时间:2021-08-18   访问量:1871

压铸模具生产加工中,由于形状和结构复杂,各零件的横截面尺寸存在明显差异,因此在进行热处理时,各零件的加热和冷却速度为 不一样。这种情况可能导致在零件的各个部分形成不同的热应力、组织应力和相变体积。引起零件体积的异常膨胀或收缩,从而引起尺寸和形状的较大偏差,甚至开裂。

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造成压铸模具热处理变形和开裂的原因很多,包括钢材的化学成分和原始组织、零件的结构形状和截面尺寸、热处理工艺等。在实际生产中,变形不能完全消除,只能将发生的程度降到最低,但只要采取适当的措施,是可以完全避免开裂的。

 

  预备热处理

  所谓初步热处理是相对于最终热处理而言的。它是在最终热处理之前增加一个初步热处理步骤。该步骤可为最终热处理提供良好的机械性能或结构。常见的预热处理工艺包括退火、正火和调质。

  对于共析钢冲压模具的预热处理,重点是消除锻件中的网状二次渗碳体、晶粒细化和内应力。具体工艺是先正火处理,再球化退火。对于冲压模具零件,应先进行低温回火稳定。对于那些形状比较复杂、精度要求较高的模具,在热处理过程中变形开裂的可能性就比较大。因此,在粗加工完成后,在精加工开始之前,需要进行适当的调质处理,最后采用热处理来准备组织,尽可能避免开裂的发生。

 

  淬火加热方式和零件的防护

  淬火和回火是最容易引起零件变形和开裂的工序。对于一些小型压铸模具、细长圆柱形零件或高合金钢模具零件等,应避免直接加热淬火方法。相反,它们应该预热到520至580摄氏度,然后放入中温盐浴炉中。加热至淬火温度。实践证明,与直接在电炉或反射炉中加热淬火相比,采用这种加热方式的零件变形明显较小,基本可以避免开裂。

  淬火时,奥氏体零件的加热温度过高,会使晶粒粗大,容易引起氧化、脱碳等,导致零件变形、开裂; 温度低时,会造成零件内孔收缩,孔径变小。因此,应在加热温度允许的范围内选择温度上限进行淬火。对于合金钢,如果加热温度过高,会导致内孔扩大,孔径变大。最好选择允许温度的下限。

  另外,在调质时,要采取措施对易变形开裂的零件进行有效保护,使形状和截面对称,内应力平衡。对于形状复杂的零件尤其如此。常用的保护方法有捆扎法、填充法和阻塞法。

 

  冷却方式优化和冷却剂的选择

  压铸模具零件在加热时,出炉后不宜直接放入冷却液中,容易造成局部温差过大,导致变形开裂。正确的方法是将零件置于空气中进行预冷,然后放入冷却液中进行淬火。为保证零件各部位冷却速度均匀,放入冷却液后应适当转动,转动方向最好不要固定。

  冷却液的选择也很重要。对于合金钢,使用硝酸钾和亚硝酸钠热浴进行奥氏体回火或阶段淬火是减少变形的有效方法,特别是对于形状复杂、尺寸精确的压铸模具。一些多孔模具零件具有在油中冷却收缩和在硝酸盐中冷却膨胀的特性。两种不同介质的合理使用还可以减少零件因淬火而产生的变形。

 

  回火处理的控制

  压铸模具加工在冷却液中淬火后,不应在空气中停留太久,而应及时放入回火炉中回火,以消除零件的内应力,减少变形倾向 和开裂。特别是对于一些需要线切割加工的压铸模具零件,在线切割工序前采用分级淬火和多次回火热处理,可以有效提高零件的淬透性,使内应力分布均匀,防止 变形和开裂。在回火过程中,要避免低温回火脆性和高温回火脆性的出现。


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