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铝合金压铸模材料和热处理工艺的研究_就上UG网

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UG论坛发表于 2016-11-20 10:07:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
铝合金压铸模的成型部分零件是在高温、高压、高速、冲击力大的环境下工作,且在连续的生产中要对成型部位进行及时的冷却和润滑,故模具成型部位表面还要承受反复的加热和冷却。因此,模具需要具有很好的耐磨性、高温机械性能、耐热 疲劳性、导热性。

1铝合金压铸模选材

目前我们选用3Cr2W8V钢。3Cr2W8V钢含有 Cr、W合金元素,能提高模具的耐热疲劳性和高温 机械性能,工作温度达到650℃还能保证有足够的硬度。由于铬可以在型腔表面形成氧化膜,所以能够提高表面硬度,防止金属粘结在型腔表面,从而 提高其光洁度,延长使用寿命。钒的加入可以提高模具在高温下的热稳定性。 材料的化学成分为:碳占0.3~0.4%;锰占 0.2~0.4%;铬占2.2~2.7%;钨占7.5~9.o%;钒占 0.2-0.4%;硅不大于0.35%;镍不大于0.3%。

2铝合金压铸模热处理工艺

2.1 退火

材料锻造后必须进行软化退火。退火一般在箱式电炉中进行,装炉量不得超过炉膛高度2/3,保温时间随装炉量及炉膛大小而定。退火工艺见图1,加热830 oC~850 oC后,保温4~6 h,然后随炉冷却到500℃,最后空冷。

图1.jpg

2.2高温回火

模具在粗加工后,一般加工出模具型腔及主要孔,并留出适当余量以后进行一次去应力的稳定化处理——高温回火,以消除加工应力,减少淬火时的变化。高温回火时要防止氧化脱碳,可以用干净的金属铁屑保护。高温回火工艺见图2,加热650~680℃后,保温3~5h,然后随炉冷却到500℃,最后空冷。

图2.jpg

2.3淬火

由于3Cr2W8V钢的相变温度高,所以淬火加热温度高。由于压铸模具形状极为复杂,而且又是最终加工尺寸,所以需要尽量减少变形,成为热处理工艺上的一个特点。既要减少热应力引起的翘曲变形,又要防止组织应力、相变应力引起体积变形,所以淬火工艺上有2个关键,即一是以缓慢加热为原则,采用预热措施;二是选用分级淬火工艺。

分级温度为580℃~620℃,该区域为过冷奥氏体稳定区,停留时不发生奥氏体的分解。在随后的空冷中才发生马氏体转变,故可以减少组织应力和相变应力,显著减少变形。此时求得马氏体+碳化物+残余奥氏体。硬度大于HRC48,淬火工艺见图3。

图3.jpg

先加热到800℃~820℃后,放入模具,保温6-10 h;然后继续加热到l 080~l 100℃,并保温,保温时间按15~20 s/mm确定;放入分级淬火介质中,冷却到580℃~620 后,进行保温,保温时间按15~20 s/ram确定;最后进行空冷。分级淬火介质:30%KCI+20%NaCI+50%BaCl。

2.4回火

淬火后模具应尽快冲洗干净,然后立即放入炉中进行回火。必须校正炉温,防止炉温升高,出现回火索氏体,降低硬度。回火加热时马氏体一回火屈氏体;冷却过程中 残余奥氏体分解转变为马氏体,故必须进行2~3次回火,使其组织转变完善。因此,必须有充分的保温时间,促使应力消除完善,防止使用过程中过早出现裂纹,特大模具更要适当延长保温时间。

回火时残余奥氏体分解转变为马氏体,出现二次硬化,故回火后可提高硬度,获得HRC52—54;金相组织为回火屈氏体和碳化物。回火工艺规范见表1。

图4.jpg

通过选用3Cr2W8V钢,并进行合理的热处理加工后,压铸模具具有很好的耐磨性、高温机械性能、耐热疲劳性、导热性,模具使用寿命有了很大的提高。

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