压铸模具热处理.ppt

压铸模热处理,热处理服务项目,VacuumHardening真空淬火Sub-zero深冷处理Annealing退火Stresstemper去应力Nitriding氮化Oxidation氧化ABPABP强化ABP+OxidationABP+氧化ABP+NitridingABP+氮化Nitriding+Oxidation氮化+氧化,压铸模具的热处理,压铸模装炉准备,1、在提前预知的情况下，对于大模具的各拐角尽量加大，边缘开口建议R20MM。2、型腔背面的冷却水孔（尤其点冷孔）用石棉堵上并塞实。原因：因型腔的表面距离冷却水孔的距离可能不一样，薄的地方易引起过热、应力大等，造成开裂及失效。250KG以上或有效厚度大于200MM的模具热处理之前必须进行去应力处理。（见图二）图一图二图三尺寸：710*620*260MM902*750*450MM780*780*400MM,压铸模装炉准备,3、型腔内尖角的地方、厚薄相差较多的地方用石棉包扎，以防开裂。（见上页图一）4、边缘有较大开口（开口大于此边长度的1/5，并且深度大于厚度的1/3）的地方用钢板遮挡或焊接，以防开裂和变形。所有的边缘开口的内外侧均用石棉包扎，以防开口处的内外侧开裂。（见上页图三）5、必须插心部和表面的热电偶。6、铁沫吹干净，由于压力很大，冷却时铁沫易擦伤炉室内衬。7、对于粗加工留下很薄的连接铁片，用锉刀锉平，不能自己搞好者，由客户协助完成。8、若凸模凸出是总厚度的1/3以上，凸出部分必须用废料顶住，见下页右图。9、仔细检查型腔及各拐角开口处的状况,有无开裂或加工缺陷，必要时需探伤确定。,压铸模装炉,1、尽量竖放，模具各部分冷却较为均匀，但冷速没有平放快。平放冷却不均匀，炉室内气流不够顺畅，会出现模具边缘温度低，而模具中间部温度高的现象，对边缘开口处易开裂，另外对将来模具寿命有影响。平放冷却时亦对炉室的元件容易疲劳。2、热电偶插好，并要防止脱落。3、模具的所有边缘开口尽量不在上下两个风向上，以防开口根部连接处开裂。尺寸：892*890*270MM,压铸模工艺（直接淬火）说明,直接淬火冷却：1、预热：采用慢升温4H到560度，保温按每40MM/H，心部到555度以上。2H升温到850度，保温按每50MM/H，心部到845度以上。2、奥氏体化：由850度用40MIN的时间升到1020度，心部到1005度保温35MIN淬火冷却。3、冷却压力尽量的高7-8BAR以上。,压铸模工艺（直接淬火）说明,1、采用较慢的加热速度及很长的保温时间，主要是为了使模具的心部和表面均温，使热应力达到最小，减小变形和开裂的风险。2、采用慢升温，奥氏体化时心部到1005度即可保温35分钟淬火。因为模具表面温度在到达Ta-5度时最多保温60-90MIN（NADCA要求）,因而如果心部要达到一个较高的温度之后再保温，可能会造成表面组织粗大，甚至过热。3、冷却时采用较大的压力，将对设备的稳定性有很大的考验，模具的内外温差很大，造成很大的应力，开裂的风险很高。在马氏体转变阶段是可怕的。,压铸模工艺（分级淬火）说明,分级淬火工艺：1、升温和保温时间同直接淬火工艺。2、分级前后采用6.5-8.5BAR以上的淬火压力。,大压铸模工艺（分级淬火）说明,1、分级前压力：因为分级淬火，所以在分级前应采用设备的较高压力，尽量的提高冷却速度，从而达到较好的性能。此时模具的开裂风险是比较低的，因为只有热应力在作用，没有发生任何的组织转变，因而组织应力是比较小的；而且模具处于软态，开裂风险更低。2、分级温度设定为427度，分级时采用压力应该控制Ts温度在413-447度之间为准。分级时间最多5-8MIN，或Tc-Ts小于111度、或表面温度已低于413度，以上三个条件任何一个发生即可结束分级。,大压铸模工艺（分级淬火）说明,3、分级之后模具表面和心部的温差已经很小（111-150度），比直接淬火在此阶段的温差要小得多（在分级5-8MIN的情况下，温差基本缩小约100度），因而可以采用较高的压力冷却。因模具表面会很快发生组织转变，在320-270度要有很快的冷速，应和分级前采用基本一致的淬火压力。4、有分级的淬火其心部的冷速与直接淬火基本一样，但表面冷速将会受到影响，即损伤性能。模具表面形状不均匀、厚薄不均、这样分级时某些部位冷速会受影响。因而其分级的时间不宜太长，不要超过8MIN。,大压铸模工艺（分级淬火）实例,案例模具尺寸：780*780*400MM，重量1294KG，材料DIEVAR分级前后压力：8BAR，分级中压力4.5BAR（1500转），表面到分级开始温度时，心部表面温差为201度，分级8MIN后，心部表面温差降到135度。,大压铸模工艺（分级淬火）实例,案例,压铸模选择分级或直接淬火的标准,以下状况必须选用分级（压铸模）：1、重量：重量大于500KG视为大模具，必须使用分级。2、重量250KG以上，模具边缘有较深开口，深度大于总厚度的1/2，必须使用分级。3、重量250KG以上，边缘开口底部与基体连接处R小于10MM，必须使用分级。4、重量250KG以上，若凸模凸出是总厚度的1/2以上，根部除用石棉包扎、突出部分用废料顶住之外，必须使用分级。5、重量大于250KG，模具厚度大于200MM（非有效厚度），必须选用分级淬火。6、重量大于250KG，型腔内整体呈连续波浪状时，选用分级淬火，因此类型模具的点冷孔较多，直接淬火易开裂。其余状况可以选用直接淬火冷却工艺。,压铸模的淬火出炉,1、心部冷到150度即可出炉空冷，以减少组织应力，从而降低开裂的风险。2、空冷到表面温度为50度左右立即进行第一次回火。3、回火之前将保护的石棉拆除，用放大20倍的放大镜检查是不是有开裂处，有情况及时通知客户采取补救措施。4、回火前模具温度不能太高，否则影响组织转变的彻底性。,压铸模的奥氏体化温度问题,1、奥氏体化温度（DIEVAR）：A、500KG以上压铸模适当降低，设定为1020度，以防长时间保温导致表面组织粗大，心部到1005度保温35MIN开始淬火冷却。此类模具必须做分级淬火。B、500KG以下选用奥氏体化温度为1020度。2、奥氏体化温度（8407）：A、500KG以上压铸模适当降低，设定为1020度，以防长时间保温导致表面组织粗大，心部到1005度保温35MIN开始淬火冷却，此类模具必须使用分级淬火。B、500KG以下选用奥氏化温度为1025度。,压铸模淬火冷却几点注意事项,在遵照模具选择分级或直接淬火冷却方式的前提下，还应注意以下几点：1、冷却水的温度应控制在低温。夏天23-28度，冬天18-22度2、大压铸模的热处理性能要好，因而冷却时压力要高，只要不开裂，变形应不做考虑（变形是淬火时的变形），建议模具热处理前单边留量大于0.3%。3、因为考虑更多的是性能，变形是次要的，所以机加工要有足够的留量。4、模具装炉前的保护过关。,压铸模（500KG以上）的回火,1、回火装炉前观察回火炉温，不能太高，300度左右是可行的，温度太高，回火加热时将会有加热应力产生。2、每次回火预热按50MM/H，由540度升温到调整硬度温度时间为40-60MIN。调整温度保温230-240MIN。3、出炉后最后一次回火空冷（不用风机吹）4、每次回火之间要冷透，才能进行下一次回火。5、为了回火充分，大的压铸模至少要回火4-5次。6、每次回火最好使用同一台设备，这样可以更好的掌握硬度的均匀性。7、调整硬度要小心，如果低了，返工一般情况下危险就太大了。,压铸模的硬度测试,1、每次回火之后均要测硬度，而且至少检测四个位置以上，确认整体的硬度状况。2、根据硬度状况，确认是否在接下来的回火中调整模具的方向，以达到整体的硬度较为均匀。注意：这必须是在使用同一个炉子的情况下。3、最后一次回火结束之后，一定要自然冷却，否则可能会产生额外的热应力。4、硬度必须做中上限，大压铸模硬度要求一般在44-46HRC，防止在将来使用过程中的大型开裂。但也不能太低，毕竟硬度太低易产生早期龟裂等失效。5、大模具的品检要仔细，认真确认其硬度的均匀性，各种曲线记录齐全并保存。以便模具有问题时进行分析。,压铸模工艺分析,1、压铸模的曲线记录齐全，在热处理过程全部结束以后必须进行分析。仔细确认过程是否存在问题，找出不足，已备下次避免。所有的分析过程应该进行记录。2、淬火的加热、预热、保温、冷却各阶段的速率、回火的温度、时间、硬度的均匀性等全部在分析范围之内。,压铸模工艺分析,1、加热的充分性：预热我们结合了日本的工艺；奥氏体化结合了NADCA标准。2、插热电偶的准确性。3、分级淬火时，分级时间的选择：我们结合了GM及NADCA标准。倾向于GM的分级5-8MIN，主要考虑降低了一些开裂风险，对性能损伤较小。,硬度,硬度的问题A、重量在500KG以上者建议使用44-46HRC。B、重量在300-500KG者建议采用45-47HRC。C、重量在100-300KG者建议采用46-48HRC。D、重量在100KG以下者建议采用47-49HRC。E、对于很小的模具可以建议采用48-50HRC。以上是针对8407和DIVAR而言，8407做中下限。,周期,压铸模具的热处理周期（从模具到我司开始计算）：1、500KG以上模具热处理：先进行650度去应力处理（1天）、淬火（1天）、回火四次（4天），以上合计六天时间完成出货。2、500KG以下模具热处理：先进行650度去应力（1天）、淬火+三次回火（3天），以上合计四天完成出货。3、只做560度去应力的模具：收到模具立刻进行处理，第二天发货。,压铸模图片,尺寸：892*890*270MM892*890*300MM755*700*220MM尺寸920*720*320MM920*720*320MM852*703*300MM,压铸模具的保养,保养方式一：ABP模具表面强化,1、ABP表面强化原理：ABP表面强化处理是以特殊介质高速撞击金属表面形成一层紧密而压缩的组织，以提高材料表面的强度和硬度，通常此影响区的深度为0.07-0.10mm左右。2、ABP应用：ABP表面处理不仅应用于压铸模具还可以应用于热温锻模，适用于材料有：8407，DIEVAR，HOTVAR，8402，QRO-90等热作钢材。,保养方式一：ABP模具表面强化,3、ABP表面处理的作用：A、热疲劳强度提高B、抗热侵蚀性提高C、改善模具表面热龟裂D、表面强度和硬度增加E、改善材料表面的焊补F、去除残余加工应力ABP表面处理可以应用于模具的长期保养。,保养方式二：模具氮化处理,1、软氮化处理原理软氮化是在有活性碳，氮原子的气氛中进行低温氮碳共渗的方法。从而获得以渗氮为主的氮碳共渗层。2、氮化层硬度高，可提高压铸模具表面耐磨性，白亮层在一定程度上提高抗冲蚀性。但是由于氮化层的热疲劳性能较差，另外，较厚的氮化层，白亮层较硬，渗层韧性较差。易引起压铸模具表面早期开裂。3、一胜百采用工艺控制产生无白亮层的浅薄软氮化层（约5-8丝），从而降低了由于使用一般软氮化工艺所造成模具抵抗热疲劳龟裂下降的风险。,保养方式三：模具蒸汽氧化处理,1、氧化处理的原理采用特别开发专用的设备，进行蒸汽加热，在模具表面生成致密的，稳定的具有保护性的Fe3O4氧化膜。2、对压铸模进行适当的蒸汽氧化处理，在不改变原材料机械性能的前提下，氧化膜隔离了液体金属与模具材料的直接接触，从而提高模具抵抗侵蚀的能力。3、蒸汽氧化膜其表面鳞片状结构增强了模具表面对润滑剂的附着，降低了摩擦系数，易于脱模。4、蒸汽氧化处理能有效延缓液体金属对压铸模具材料表面的粘着和熔损，可以被应用于压铸模具，尤其是易受侵蚀的压铸模具,保养方式四：模具的去应力,1、模具热处理之后进行机加工时，会破坏应力状态，因而在精加工之前建议进行