Три новых и улучшенных процесса термообработки форм для литья под давлением, очень практичные!

Металллитье под давлениемхарактеристики высокой эффективности производства, экономии сырья, снижения производственных затрат, хороших характеристик продукта и высокой точности, и широко используются в производстве.

Рабочая поверхность пресс-форм для литья под давлением находится в непосредственном контакте с жидким металлом, выдерживая эрозию и нагрев под высоким давлением и высокоскоростным течением жидкого металла. После извлечения заготовки ее быстро охлаждают. Таким образом, термическое усталостное растрескивание, термический износ и коррозия расплава являются распространенными формами отказа литейных форм. Поэтому формы для литья под давлением должны обладать сопротивлением холодной и горячей усталости, прочностью и ударной вязкостью при высоких температурах, стойкостью к эрозии жидким металлом, высокой термостойкостью, высокой теплопроводностью, хорошей стойкостью к окислению, высокой прокаливаемостью и износостойкостью.

Введение в процесс термообработки пресс-формы для литья под давлением

Термическая обработка является важным этапом в повышении срока службы пресс-форм для литья под давлением. Исследования показывают, что разрушение пресс-формы, вызванное неправильным процессом термообработки или эксплуатации, составляет около 60% от общего числа отказов. Поэтому при производстве форм для литья под давлением необходимо правильно проводить технологический процесс термообработки.

1. Маршрут производственного процесса пресс-форм для литья под давлением.

1. Общая форма для литья под давлением

Ковка сфероидизирующий отжиг механическая черновая обработка стабилизация обработка прецизионная обработка формовка закалка и отпуск слесарная сборка.

2. Литейные формы сложной формы с высокими требованиями к точности.

Поковка сфероидизирующий отжиг (или закалка с отпуском) - черновая обработка - закалка и отпуск - электрообработка или прецизионная обработка формовка - доводочное шлифование - азотирование (или нитроцементация) - шлифовка и полировка.

2,Традиционный процесс термообработки форм для литья под давлением

Процесс термической обработки широко используется при изготовлении форм для литья под давлением, что позволяет улучшить характеристики деталей формы и продлить срок службы форм. Кроме того, термическая обработка также может улучшить производительность штампов для литья под давлением, повысить качество обработки и снизить износ инструмента. Поэтому он играет очень важную роль в производстве штампов.

Формы для литья под давлением в основном изготавливаются из стали, и обычная термическая обработка в процессе их изготовления включает сфероидизирующий отжиг, стабилизирующую обработку, закалку и отпуск. Благодаря этим процессам термообработки микроструктура стали изменяется, чтобы получить требуемую микроструктуру и свойства для формы для литья под давлением.

1. Предварительная обработка

Кованая заготовка формы для литья под давлением должна быть подвергнута сфероидизирующему отжигу или закалочно-отпускной термической обработке. С одной стороны, он может снять напряжение и снизить твердость, облегчить обработку резанием и в то же время подготовить конструкцию к окончательной термообработке. После отжига можно получить однородную микроструктуру и дисперсные карбиды для повышения прочности и ударной вязкости литейной стали. Из-за превосходящего эффекта закалки и отпуска по сравнению со сфероидизирующим отжигом, в формах с высокими требованиями к прочности и ударной вязкости часто используют закалку и отпуск вместо сфероидизирующего отжига.

2. Стабилизирующее лечение

Вообще говоря, формы для литья под давлением имеют сложные полости, которые создают значительные внутренние напряжения при черновой обработке и деформации при закалке. Чтобы устранить напряжение, отжиг для снятия напряжения или стабилизирующую обработку обычно следует проводить после черновой обработки.

Процесс выглядит следующим образом: температура нагрева 650℃-680℃, изоляция в течение 2-4 часов, а затем охлаждение на воздухе после выгрузки из печи. Формы для литья под давлением сложной формы требуют охлаждения печи до температуры ниже 400°С.℃и воздушное охлаждение после разряда. После закалки и отпуска формы при электроэрозионной обработке на обрабатываемой поверхности образуется метаморфический слой, который может легко вызвать трещины при резке проволоки. Поэтому следует также проводить отжиг для снятия напряжения при более низкой температуре.

3. Закалочный подогрев

Сталь, используемая для форм для литья под давлением, в основном представляет собой высоколегированную сталь. Из-за его плохой теплопроводности закалку и нагрев необходимо проводить медленно, часто принимают меры по предварительному нагреву. Для форм с низкими требованиями к устойчивости к деформации частота предварительного нагрева может быть уменьшена без образования трещин, но формы с высокими требованиями к защите от деформации необходимо предварительно нагревать несколько раз. Предварительный нагрев при более низких температурах (400℃-650℃) обычно проводят в воздушной печи; Для предварительного нагрева при более высоких температурах следует использовать печь с соляной ванной, а время предварительного нагрева по-прежнему следует рассчитывать на 1 минуту/мм.

4. Закалочный нагрев

Для обычной стали для литья под давлением высокая температура закалки и нагрева полезна для улучшения термической стабильности и сопротивления размягчению, снижения склонности к термической усталости, но может вызвать рост зерен и образование карбидов на границах зерен, что приводит к снижению ударной вязкости и пластичности, что приводит к сильному растрескиванию. Поэтому, когда формы для литья под давлением требуют высокой ударной вязкости, часто используется закалка при низкой температуре, а когда требуется прочность при высокой температуре, используется закалка при более высокой температуре.

Чтобы добиться хороших характеристик при высоких температурах, обеспечить полное растворение карбидов и получить аустенит с однородным составом, время закалки и изоляции форм для литья под давлением относительно велико. Обычно коэффициент изоляции принимается равным 0,8-1,0 мин/мм при нагреве в печи с соляной ванной.

5. Закалочное охлаждение

Для форм для литья под давлением с простыми формами и низкими требованиями к предотвращению деформации применяют масляное охлаждение; В формах для литья под давлением со сложной формой и повышенными требованиями к предотвращению деформации применяется поэтапная закалка. Во избежание деформации и растрескивания, какой бы способ охлаждения ни применялся, не допускается охлаждение до комнатной температуры. Как правило, его следует охлаждать до 150℃-180℃, и сразу после замачивания на определенное время темперируется. Время выдержки можно рассчитать как 0,6 мин/мм.

6. Закалка

Форма для литья под давлением должна быть полностью отпущена, как правило, три раза. Температуру первого отпуска выбирают в диапазоне температур второй закалки; Выбор второй температуры отпуска должен обеспечивать достижение требуемой твердости формы; Третий отпуск должен быть ниже второго отпуска при l0℃-20℃. После отпуска следует использовать масляное или воздушное охлаждение, а время отпуска должно быть не менее 2 часов.

3,Процесс обработки поверхностного упрочнения для штампов для литья под давлением

Обычная общая закалка трудно удовлетворяет требованиям к высокой износостойкости поверхности, прочности и ударной вязкости матрицы, предъявляемым к формам для литья под давлением.

Упрочняющая обработка поверхности может не только улучшить износостойкость и другие свойства поверхности форм для литья под давлением, но и сохранить достаточную прочность и ударную вязкость матрицы, предотвращая прилипание и травление расплавленного металла. Это очень эффективно для улучшения комплексных характеристик пресс-форм для литья под давлением, экономии легирующих элементов, значительного снижения затрат, полного использования потенциала материалов и более эффективного использования новых материалов.

Производственная практика показала, что поверхностно-упрочняющая обработка является важным мероприятием для повышения качества форм для литья под давлением и продления срока их службы. Процессы поверхностной обработки, обычно используемые в формах для литья под давлением, включают науглероживание, азотирование, нитроцементацию, борирование, хромирование и алитирование.

1. Науглероживание

Науглероживание в настоящее время является наиболее широко используемым методом химико-термической обработки в машиностроении. Особенность процесса заключается в том, что штамп из низколегированной стали со средним и низким и высоким содержанием углерода и штамп из высоколегированной стали со средним и высоким содержанием углерода нагревают до 900°С.℃-930℃в науглероживающей активной среде (науглероживающем агенте), обеспечивающей проникновение атомов углерода в поверхностный слой штампа с последующей закалкой и низкотемпературным отпуском, в результате чего на поверхности и сердцевине штампа получаются различные составы, структуры и свойства.

Науглероживание можно разделить на твердое науглероживание, жидкое науглероживание и газовое науглероживание. В последнее время он превратился в науглероживание в контролируемой атмосфере, вакуумное науглероживание и науглероживание ионами бензола.

2. Азотирование

Процесс проникновения азота в поверхность стали называется азотированием стали. Азотирование может позволить деталям пресс-формы достичь более высокой твердости поверхности, износостойкости, усталостных характеристик, красной твердости и коррозионной стойкости, чем науглероживание. За счет более низкой температуры азотирования (500-570℃), деформация деталей пресс-формы после азотирования относительно невелика.

Методы азотирования включают твердое азотирование, жидкое азотирование и газовое азотирование. В настоящее время широко используются новые технологии, такие как ионное азотирование, вакуумное азотирование, электролитическое азотирование и высокочастотное азотирование, которые сокращают время азотирования и позволяют получать качественные азотированные слои.

3. Нитроцементация

Совместная инфильтрация азота и углерода представляет собой низкотемпературный процесс совместной инфильтрации азота и углерода (530℃-580℃), где азот и углерод одновременно инфильтрируют в среду, содержащую активированный уголь и атомы азота, причем азот является основным методом. Хрупкость слоя нитроцементации невелика, а время соцементации намного меньше, чем время азотирования. После нитроцементации характеристики термической усталости форм для литья под давлением могут быть значительно улучшены.

Плохие условия работы требуют, чтобы формы для литья под давлением имели хорошие механические свойства при высоких температурах, стойкость к холодной и горячей усталости, стойкость к эрозии жидким металлом, стойкость к окислению, высокую прокаливаемость и износостойкость. Термическая обработка является основным производственным процессом, определяющим эти свойства.

Термическая обработка форм для литья под давлением заключается в изменении микроструктуры стали для достижения высокой твердости и износостойкости на поверхности формы, в то время как сердцевина по-прежнему имеет достаточную прочность и ударную вязкость, эффективно предотвращая прилипание и травление расплавленного металла. Выбор подходящих процессов термообработки может сократить количество отходов и значительно увеличить срок службы пресс-формы.