模具零件的热处理
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模具热处理方法有哪些?根据行业的要求,热处理工艺主要分为整体热处理、表面热处理、化学热处理三大工艺类型。
而在模具制造中经常采用的是:退火、淬火、回火、调质等整体热处理工艺,以及渗碳、渗氮、碳氮共渗等化学热处理工艺。
热处理工艺按工件在加工过程中要求或所处工序位置不同又可分为预备热处理和最终热处理两类。
预备热处理的目的在于消除先前加工所造成的某些缺陷,如晶粒粗大、带状组织等;或降低硬度适应以后机加工的需要;或为调整组织状态、消除内应力为最终热处理做好组织准备。
预备热处理一般指退火、正火和调质,主要对象是锻件、铸件和粗加工工件。
最终热处理能使钢件满足在使用条件下的性能要求,如淬火、回火、化学或表面热处理。
有时,钢材退火或正火能满足使用性能要求,这时正火和退火也是最终热处理。
一、退火及其目的、应用和分类将钢件加热到临界温度以上20——30。
C,保温一定时间后随炉温或在石灰、石英砂中缓慢冷却下来,以得到接近平衡状态组织的一种热处理方法,称为退火。
1、退火的目的1、降低硬度,改善削性能2、削除偏析,均匀成分,改善铸造、轧制、锻造和焊接过程中的组织缺陷,消除残留应力。
3、细化晶粒,改善性能,并为最终热处理准备良好的金相组织。
4、恢复塑性、韧性,便于冷变形加工。
5、消除内应力,稳定尺寸,减少淬火变形和裂纹。
2、退火的应用,退火工艺主要腹膜于铸锻件和冷压件加工后,利用堆焊和焊接方法来强化或修补凹模后,都必须进行退火来消除应力。
3、退火的分类退火可以细分为完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火等多种。
1、完全退火。
完全退火是将亚共析钢(碳的质量分数<0.77%)加热到A3以上,保温足够的时间,使组织完全转变成奥氏体冷却。
完全退火的目的是使钢件软化,以便于以后的机械切削加工或塑性变形加工;使钢的晶粒细化、消除内应力以及为淬火准备适宜的组织。
为了达到上述目的,完全退火的加热温度通常规定为高于A3以上20——30。
C。
冲压模具热处理
冲压模具的热处理是一个关键的工艺过程,其目的是增强材料的机械性能,提高材料的硬度、强度、韧性和耐磨性,以达到提高模具使用寿命的效果。
由于冲压模具在使用过程中经常面临高温、高压等极端条件,因此对其进行适当的热处理至关重要。
热处理工艺主要包括预备热处理和最终热处理两个阶段。
预备热处理的目的是消除锻件内的网状二次渗碳体,细化晶粒,消除内应力,并为最终的热处理做好组织准备。
例如,对于采用共析钢的冲压模具锻件,建议先进行正火处理,然后进行球化退火。
对于冲压凹模零件,在淬火前,通常需要进行低温回火热处理(即稳定化处理)。
而对于一些形状较为复杂、精度要求较高的凹模零件,在粗加工后及精加工前,应采用调质处理。
这可以减少零件的淬火变形,尽量避免开裂倾向,并为最终的热处理工序做好组织准备。
在最终的热处理阶段,主要根据模具的具体要求来选择合适的淬火和回火工艺。
例如,GM钢的淬火温度通常在1080~1120℃,回火温度为540~560℃,且需要回火两次。
而对于高耐磨性、高强韧性的模具钢(如ER5钢),淬火温度可能更高,达到1150℃,回火温度则在520~530℃,且需要回火三次。
此外,还有一些特殊的模具材料,如SUS440C、DC53、HAP40、SKH51和SKD61等,它们各自具有独特的物理特性和热处理工艺。
例如,SUS440C是一种马氏体不锈钢,经过淬火后能获得良好的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
而DC53则具有良好的淬透性、高硬度、高强度和良好的耐磨性。
总的来说,冲压模具的热处理是一个复杂而关键的过程,需要根据模具的具体要求和材料的特性来选择合适的工艺参数,以确保模具的性能和使用寿命。
常用模具热处理质量检验技术模具热处理质量检验应按国家标准、行业标准或企业内控标准规定的程序,对工艺文件或技术标准中规定的项目进行严格的检查,并监督工艺纪律的执行情况,防止和减少废品与返工件的产生。
对批量生产的模具,必须在首件或首批检验合格后才可继续生产。
检验的项目和检验的方法,应按图样、工艺卡片和技术标准的规定执行。
对于没有明确规定的,可按相应的国家标准或客户要求进行检测。
模具热处理后的检验主要有四个方面:外观、变形、硬度、金相。
1)热作模具热处理质量检验如下:①外观检验。
模具任何部位不得有肉眼可见的裂纹,关键部位应用5~10倍的放大镜细看。
模具表面不应有明显的磕碰伤痕。
②变形检验。
用刀口形直尺或平尺观测模面的平面度,并用塞尺测量,一般规定变形量应小于留磨量的1/3~1/2。
③硬度检验。
首先将待测部位磨光或抛光,一般用洛氏硬度计检测3~4点。
根据情况,也可用维氏硬度计、肖氏硬度计、里氏硬度计检查。
如果硬度值超高,应多检测几点,尽可能准确。
根据硬度值,做出是否要提高回火温度的决定。
如果硬度偏低,应在原位置继续打磨,继续检测。
如果硬度还低,再用手提小砂轮做钢号火花鉴别,一定找出致使硬度达不到工艺要求的真正原因。
④金相检验。
热作模具的金相检验,可按JB/T 8420—2008《热作模具钢显微组织评级》执行。
2.通常热作模具钢马氏体合格级别为2~4级。
另外,有些热作模具钢还要进行蒸汽处理、氧氮共渗、TiN涂层、渗硼、氮碳共渗等表面强化处理,则应按相关技术标准验收,重点检测渗层厚度、表面硬度和金相组织三大项。
2)冷作模具热处理质量检验如下:①外观检验。
模具表面不允许有磕碰、划伤、烧毁及严重的氧化脱碳、腐蚀麻点及锈蚀现象,肉眼观察不得有裂纹,表面必须光洁,孔眼特别是不通孔内不得堵泥和盐渍,拴绑的钢丝等附着物必须解除。
②变形检验。
模具热处理后变形量不得超过留磨量的1/3~1/2。
③硬度检查。
模具热处理后应全部进行硬度检查。
压铸模具热处理工艺的研究与应用压铸模具是制造各种金属零件的重要工具,其质量直接影响到产品的质量和生产效率。
为了提高压铸模具的使用寿命和性能,热处理技术被广泛应用于压铸模具的制造过程中。
本文将从热处理工艺的研究和应用两个方面来探讨压铸模具热处理技术的发展和应用。
一、热处理工艺的研究1.1 热处理工艺的分类热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等过程,改变材料的组织结构和性能的一种工艺。
根据热处理的目的和方法,可以将热处理工艺分为以下几类:(1)退火:将材料加热到一定温度,保温一段时间后,缓慢冷却,以消除材料内部的应力和组织缺陷,提高材料的塑性和韧性。
(2)正火:将材料加热到一定温度,保温一段时间后,快速冷却,以提高材料的硬度和强度。
(3)淬火:将材料加热到一定温度,保温一段时间后,快速冷却,以使材料组织发生相变,从而提高材料的硬度和强度。
(4)回火:将淬火后的材料加热到一定温度,保温一段时间后,缓慢冷却,以消除淬火时产生的应力和脆性,提高材料的韧性和塑性。
1.2 压铸模具热处理工艺的研究压铸模具的热处理工艺是指在模具制造过程中,通过热处理工艺改变模具材料的组织结构和性能,以提高模具的使用寿命和性能。
压铸模具的热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等几种方法。
(1)退火:压铸模具在加工过程中会产生应力和组织缺陷,通过退火可以消除这些缺陷,提高模具的韧性和塑性。
退火温度一般在600℃左右,保温时间根据模具的大小和材料的不同而有所不同。
(2)正火:正火可以提高模具的硬度和强度,使其更加耐磨和耐腐蚀。
正火温度一般在800℃左右,保温时间根据模具的大小和材料的不同而有所不同。
(3)淬火:淬火可以使模具的组织发生相变,从而提高模具的硬度和强度。
淬火温度一般在800℃左右,淬火介质可以选择水、油或空气等。
(4)回火:回火可以消除淬火时产生的应力和脆性,提高模具的韧性和塑性。
回火温度一般在500℃左右,保温时间根据模具的大小和材料的不同而有所不同。
第二节模具表面处理工艺概述模具是现代工业之母。
随着社会经济的发展,特别是汽车、家电工业、航空航天、食品医疗等产业的迅猛发展,对模具工业提出了更高的要求。
如何提高模具的质量、使用寿命和降低生产成本,成为各模具厂及注塑厂当前迫切需要解决的问题。
模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外,其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。
这些表面性能指:耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。
这些性能的改善,单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的,也是不经济的,而通过表面处理技术,往往可以收到事半功倍的效果;模具的表面处理技术,是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术,改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。
从表面处理的方式上,又可分为:化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。
在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。
◆提高模具的表面的硬度、耐磨性、摩擦性、脱模性、隔热性、耐腐蚀性;◆提高表面的高温抗氧化性;◆提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合等特殊性能;减少冷却液的使用;◆提高模具质量,数倍、几十倍地提高模具使用寿命。
减少停机时间;◆大幅度降低生产成本与采购成本,提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能。
◆减少润滑剂的使用;◆涂层磨损后,还退掉涂层后,再抛光模具表面,可重新涂层。
在模具上使用的表面技术方法多达几十种,从表面处理的方式上,主要可以归纳为物理表面处理法、化学表面处理法和表面覆层处理法。
模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、点火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD化学气相淀积、PVD物理气相沉积、PACVD离子加强化学气相沉积、CVA铝化化学气相沉积、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等等。
下面综述模具表面处理中常用的表面处理技术:一、物理表面处理法:表面淬火是表面热处理中最常用方法,是强化材料表面的重要手段,分高频加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光表面淬火。
1.模具加工方法:平面加工:龙门刨床刨刀牛头刨床刨刀对模具坯料进行六面加工龙门铣床断面铣刀车削加工:车床车刀数控车床车刀各种模具零件的回转面和平面立式车床车刀钻孔加工:钻床钻头、铰刀横臂钻床钻头、铰刀铣床: 钻头、铰刀数控铣床钻头、铰刀加工模具的各种孔加工中心钻头、铰刀深孔钻:深孔钻头镗孔加工:加工中心镗刀卧室镗床镗刀镗削模具中的各种孔铣床镗刀坐标镗床镗刀铣削加工:铣床立铣刀、断面铣刀数控铣床立铣刀、球头铣刀铣削各种模具平面和曲面加工中心立铣刀、球头铣刀仿形加工球头铣刀雕刻机小直径立铣刀磨削加工:平面磨床砂轮成型磨床砂轮数控磨床砂轮磨削模具精密孔光学曲线磨床砂轮坐标磨床砂轮内外圆磨床砂轮万能磨床砂轮电加工:型腔电加工电极电蚀切削难以加工的线切割加工线电极部位精密轮廓加工电解加工电极型腔和平面加工切削加工:抛光加工抛光机砂轮、锉刀、砂纸、油石和抛光剂。
去除铣削痕迹,对模具零件进行抛光非切削加工:挤压加工压力机挤压凸模难以切削加工的型腔铸造加工铍铜压力铸造精密铸造铸造设备、石膏模型铸造设备铸造注塑模型腔电铸加工电铸设备电铸母型精密注塑模型腔表面装饰纹加工蚀刻装置蚀刻纹样板在注塑模型腔表面2模具零件的热处理工序1退火:将钢件加热到临界温度以上‘保温一定时间后随炉温或在土灰、石英砂中缓慢冷却的操作过程。
目的:消除模具的铸、锻件或冷压件的内应力,改善组织,降低硬度,提高塑性,以利于切削加工。
分类:扩散退火、完全退火、球化退火等。
扩散退火目的:适用于合金钢锭,消除合金钢锭中的成分不均匀性,故又称为均匀化退火。
完全退火目的:主要用于含碳量在0.77%以下的亚共析钢,降低硬度,细化晶粒,消除冷热加工应力。
球化退火目的:主要用于含碳量≥0.77%的钢,使碳化铁成球状,降低硬度,改善切削性能,为淬火做准备。
不完全退火目的:主要用于含碳量高于0.77%的高碳钢,降低硬度,消除内应力。
等温退火目的:改善金相组织,降低硬度,改善切削加工性能。
模具热处理工艺流程模具热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
模具热处理工艺技术对于模具制造来说,最大的用处是进一步提高模具的精度,比如防止加热氧化和不脱碳、真空脱气或除气,消除氢脆,从而提高材料(零件)的塑性、韧性和疲劳强度;真空加热缓慢、零件内外温差较小等因素,决定了真空热处理工艺造成的零件变形小等。
模具热处理工艺的方式有:(1)软化退火:其目的主要在于分解碳化物,将其硬度降低,而提高加工性能,对于球状石磨铸铁而言,其目的在于获得具有甚高的肥力铁组织。
(2)正常化处理:主要用于改进或是使完全是波来铁组织的铸品而获得均匀分布的机械性质。
(3)淬火:主要为了获得更高的硬度或磨耗强度,同时的到甚高的表面耐磨特性。
(4)表面硬化处理:主要为获得表面硬化层,同时得到甚高的表面耐磨特性。
(5)析出硬化处理:主要是为获得高强度而伸长率并不因而发生激烈的改变。
模具材料及热处理硬度:⑴拉延模:板料厚度t≤1.2mm,凸、凹模及压边圈采用Mo-Cr合金铸铁(GM246或GM241),表面火焰处理,其硬度不低于HRC50。
板料厚度1.2mm<t≤1.5mm,凸、凹模及压边圈采用H235表面火焰处理,其硬度不低于HRC55。
板料厚度1.5mm<t≤2.3mm,压边圈与凹模镶Cr12MoV,镶块整体热处理硬度为HRC58-62,凸模采用H235表面火焰处理硬度不低于HRC55。
板料厚度t>2.3mm,凸、凹模及压边圈镶Cr12MoV,镶块整体热处理硬度为HRC58-62。
切边模:板料厚度t≤1.2mm,切边刀块刃口采用铸造或锻造的空冷钢7CrSiMnMoV(ICD5),刃口火焰处理硬度为HRC50-55;板料厚度1.2mm<t≤1.4mm,切边刀块刃口采用锻造空冷钢7CrSiMnMoV(ICD5),刃口火焰处理硬度为HRC55;板料厚度t>1.4mm,切边刃口采用Cr12MoV,整体热处理,其硬度不低于HRC58。
模具热处理1、H13模具钢如何热处理硬度才能达到58℃?进行1050~1100℃加热淬火,油淬,可以达到要求,但一般热作模具是不要求这么高的硬度的,这么高的硬度性能会很差,不好用,一般在HRC46~50性能好、耐用。
2、模具热处理过后表面用什么洗白?问题补充:一般模具都用油石先打过再拿去渗氮,渗氮回来又要用油石把那一层黑的擦白,再抛光很麻烦,不擦白打不出镜面来,材料有H13的,有进口的好多种,如果有药水能洗白的话,就可以直接抛光了。
(1)可以用不锈钢酸洗液,或者盐酸清洗。
喷砂处理也可以。
磨床磨的话费用高,而且加工量大,有可能使尺寸不达标的。
盐酸洗不掉的话,估计您用的是高铬的模具钢?是D2还是H13?高铬模具钢的氧化层比较难洗掉。
用不锈钢酸洗液应该可以,磨具商店或者不锈钢商店都有卖的。
(2)你们没有不锈钢酸洗膏吗?那种可以。
H13这类含铬比较高的模具钢,氧化层是难以用盐酸洗掉的。
还有一个办法,模具既然已经油石磨过,表面就是比较光滑的。
实际上,可以先只用粗的油石打磨,或者用砂带打磨,之后就去热处理。
回来之后再用细油石打磨。
也可以用纤维轮先打磨,就可以有效的把黑皮去除,再研磨抛光。
或者喷砂,用800目的碳化硼做一遍喷砂试试,应该就能够去除黑皮,还不需要化太多功夫重磨。
3、热处理厂对金属是怎么热处理的?热处理厂的设备非常多,炉子大概有箱式炉,井式炉,箱式炉用的最多,很多热处理都可以在这里面处理,比如退火,正火和淬火的加热过程,回火这些常见的热处理。
其实就是一个用电加热的炉子,先将炉子升温到预定温度,然后把工件丢进去,等待一段时间到预定温度,然后保温一段时间,然后取出,或者在炉子里一起冷却,井式炉一般是作为渗碳处理设备,是一个埋到地下的炉子,工件放进去之后,密封,然后往炉子里面滴入一些富碳液体,比如煤油或则甲醇,然后在高温下这些液体分解成碳原子渗入工件表面。
淬火池是淬火的场所,就是一个池子,里面有水溶液或者是油,就是箱式炉出来的工件淬火的冷却的地方,一般就是直接丢进去,然后等一段时间捞出来。
模具热处理1、退火处理:将工件加热到临界温度(固态金属发生相变的温度)以上某一温度,经保温一段时间后,随暖炉缓慢冷却至500℃一下,然后在空气中冷却的一种热处理工艺。
目的:降低钢的硬度,改善切削性能,细化晶粒,减少组织不均匀性。
同时可消除内应力,稳定工件尺寸,减少工件的变形与开裂。
2、正火处理:将工件加热到临界温度以上的某一温度值,保温一段时间后从炉中取出在空气中自然冷却的一种热处理工艺。
目的:与退火相似,区别在于冷却速度比退火快,同样的工件正火后的强度、硬度比退火后要高。
注:低碳正火可适当提高其硬度,改善切削加工性能。
对于性能要求不高的零件,正火可作为最终热处理。
一些高碳钢件可利用正火来消除网状渗碳体,为以后热处理做好组织准备。
3、淬火热处理:将工件加热到临界温度以上的某一温度,保持一定时间后,在水、盐水或油中急剧冷却的一种热处理工艺。
目的:提高钢的硬度和耐磨性。
(淬硬性、淬透性)4、回火处理:把淬火后的工件从新加热到临界温度一下的某一温度,保证后再以适当冷却速度冷却到室温的热处理工艺。
目的:稳定组织和尺寸,减低脆度,消除内应力:调整硬度,提高韧性,获得优良的力学性能和使用性能。
5、表面淬火处理:利用快速加热的方法,将工件表面温度迅速升温至淬火温度,待热量传至心部之前立即给予冷却使得表面得以淬硬。
目的:获得高硬度和耐磨性,而心部仍保持原来的组织结构,使其具有良好的塑性和韧性。
注:这种热处理适用于要求外硬内韧的机械零件,如凸轮、齿轮、曲轴、花键轴等。
零件表面淬火前需进行正火或调质处理,表面淬火后进行低温回火。
6、化学热处理:将钢件放在某种化学介质中,通过加热和保温使介质中的一种或几种元素渗入钢的表面,以改变表面化学成分、组织及性能的热处理工艺。
2012-01-20程志鹏。
模具的热处理模具是工业生产中不可或缺的一种工具,它的质量直接影响到产品的质量和生产效率。
而模具的热处理是模具制造过程中不可或缺的一环,它可以提高模具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,从而延长模具的使用寿命。
本文将从模具的热处理原理、热处理工艺和热处理后的模具质量三个方面来介绍模具的热处理。
一、模具的热处理原理模具的热处理是指将模具加热到一定温度,然后在一定时间内保温,最后冷却到室温的过程。
热处理的目的是改变模具的组织结构和性能,从而达到提高模具硬度、耐磨性和耐腐蚀性的目的。
模具的热处理原理主要包括以下几个方面:1.相变原理:模具的热处理过程中,当温度达到一定值时,模具内部的晶体结构会发生相变,从而改变模具的性能。
2.固溶原理:模具的热处理过程中,将模具加热到一定温度,使其中的合金元素溶解在基体中,从而提高模具的硬度和强度。
3.析出原理:模具的热处理过程中,将模具加热到一定温度,使其中的合金元素析出在基体中,从而提高模具的硬度和耐磨性。
二、模具的热处理工艺模具的热处理工艺是指模具在热处理过程中所需要的温度、时间和冷却方式等参数。
不同的模具材料和要求需要不同的热处理工艺。
一般来说,模具的热处理工艺包括以下几个步骤:1.预热:将模具加热到一定温度,使其中的水分和氧化物等杂质挥发掉,从而减少模具表面的氧化和脱碳。
2.加热:将模具加热到一定温度,使其中的合金元素溶解在基体中或析出在基体中,从而提高模具的硬度和强度。
3.保温:将模具保持在一定温度下,使其中的合金元素充分溶解或析出,从而达到最佳的热处理效果。
4.冷却:将模具冷却到室温,使其中的合金元素固定在基体中,从而保持模具的硬度和耐磨性。
三、热处理后的模具质量模具的热处理后,其质量主要表现在以下几个方面:1.硬度:模具的硬度是指模具表面的抗压能力,硬度越高,模具的耐磨性和耐腐蚀性就越好。
2.耐磨性:模具的耐磨性是指模具表面的抗磨损能力,耐磨性越好,模具的使用寿命就越长。
分析模具制造过程中常用到的热处理方法模具制造过程中常用到的热处理方法有:退火、正火、淬火、回火、调质、渗碳、氮化。
(1)退火退火是将金属或合金加热到适当温度,保温一定时间,然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。
微信公众号:hcsteel其实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变。
①退火作用退火是将金属或合金加热到适当温度,保温一定时间,然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。
其实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变。
A.降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工;B.细化晶粒,消除因锻、焊等引起的组织缺陷,使钢的组织成分均匀,改善钢的性能或为以后的热处理做准备;C.消除钢中的内应力,以防止变形或开裂。
②退火方法常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、扩散退火和等温退火等。
A.完全退火又称重结晶退火,是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。
适用于含碳量为O,3%-0.6%的中碳钢和中碳合金钢。
B.球化退火使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺。
常用的球化退火有普通球化退火和等温球化退火两种,此工艺主要用于共析钢和过析钢的模具、量具和刃具钢等。
C.去应力退火为了去除由于塑性变形加工、锻造、焊接等造成的残余应力及锻件内存在的残余应力而进行的退火工艺。
D.再结晶退火又称中间退火,是指经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化和残余应力的热处理工艺,E.等温退火就是将钢件或毛坯加热到高于AC3(或Aci)温度,保持适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体组织,然后在空气中冷却的热处理工艺。
此种退火方式主要用于过冷奥氏体Ac比较稳定的合金钢。
(2)正火正火是将钢材或钢件加热到AC3以上30一50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺。
正火作用:A.可消除过共析钢中的网状碳化物,改善钢的切削加工性能;B.细化过热铸,锻件晶粒和消除内应力;C.对含碳量小于O.416的中、低碳钢可用正火代替退火做预先热处理;D.含碳量在O.4%-0.7%的不太重要的工件可在正火状态下使用。
模具热处理工艺模具是在生产中起到关键作用的零件,其性能与使用寿命直接关系到产品的质量与成本。
为了提高模具的使用寿命,热处理技术被广泛应用于模具加工中,其中以模具热处理工艺最为重要。
模具热处理工艺是指通过加热、保温、冷却等一系列工艺,改变模具的组织结构与性能,从而达到提高模具硬度、耐磨性、抗拉强度、韧性等目的的过程。
模具的热处理工艺可以分为淬火、回火、退火、正火、软化退火等多种方式,下面将具体介绍这些工艺及其应用。
淬火淬火是指将模具加热至临界温度,然后迅速浸泡于冷却介质中使其急冷而形成马氏体。
淬火能大大提高模具的硬度、强度和耐磨性,但同时也会降低其韧性。
因此,淬火适用于对模具表面耐磨性要求高、工作条件恶劣的情况,如机械加工、冲压、冷镦等。
回火回火是指将已淬火的模具在一定温度下加热并保温,使得马氏体经过部分转变而变得更加均匀和细小,从而提高模具的韧性和延展性。
回火过程中,模具的硬度会有所降低,但整体性能得到提高。
因此,回火适用于对模具整体性能要求高、工作条件较为复杂的情况,如注塑、挤出、热成型等。
退火退火是指将模具加热至一定温度后进行保温,再以适当速度冷却至室温,使得模具组织结构变得更稳定而得到软化的效果。
退火主要作用是消除模具加工过程中的残余应力,改善模具组织结构,减少模具开裂、变形等缺陷,提高其加工性能。
因此,退火适用于对模具整体性能要求不高、需要进行后续加工的情况,如锻造、铸造、焊接等。
正火正火是指将模具加热至一定温度后进行保温一段时间,使得模具组织结构得到均匀化、改善和稳定化,从而提高模具的硬度、强度和韧性。
正火适用于对模具整体性能要求高、需要承受强烈冲击或挤压的情况,如钢板压制、锻造等。
软化退火软化退火是指将模具加热至一定温度后保温,使其组织结构得以稳定化,同时也使其硬度、强度、韧性等性能下降。
软化退火一般用来去除模具中的残余应力,处理模具变形问题等,并能为后续的加工、表面处理提供便利。
总的来说,模具热处理工艺是模具加工中不可或缺的一部分,通过合理的热处理工艺,能够使模具的性能得到提高,从而延长模具的使用寿命。
模具的热处理
模具热处理是模具制造中不可或缺的一环。
模具热处理主要是针对金属材料进行的一种加热和冷却处理,通过改变材料的组织结构和性能,从而达到提高模具耐磨性、延长使用寿命等目的。
模具热处理主要分为四个步骤:加热、保温、冷却和回火。
其中加热和冷却是最关键的两个步骤,也是决定加工效果的关键因素。
在加热过程中,要根据模具的材料、形状和尺寸来确定加热温度和时间。
通常情况下,加热温度会比材料的转变温度高出一定的范围,以确保材料充分加热并达到理想的组织结构。
同时,加热时间也要足够长,以确保整个模具达到相同的温度,从而避免热应力的产生。
保温阶段是为了让模具内部的温度充分均匀化和稳定化。
保温时间取决于模具的厚度和体积,通常情况下,保温时间为每毫米厚度需要1分钟。
在冷却阶段,要根据模具的材料和要求来选择冷却方式。
通常情况下,冷却方式有水淬、油淬、空气冷却等。
需要注意的是,冷却速度过快会使材料出现变形、裂纹等问题,因此冷却速度也需要适当控制。
回火是为了缓解模具在热处理过程中所产生的残余应力,使模具更加稳定和坚固。
回火温度和时间也需要根据材料的类型和要求来确
定。
在模具热处理过程中,需要严格控制各个环节的参数和工艺,以确保模具的质量和性能。
同时,还需要对热处理过程中产生的气体、污染物等进行处理,以保证环境的安全和健康。
模具热处理是模具制造中不可或缺的一环,通过合理的加热和冷却方式,可以改变模具的组织结构和性能,从而达到提高模具耐磨性、延长使用寿命等目的。
在实际操作中,需要严格控制各个环节的参数和工艺,以确保模具的质量和性能。
第9章模具的热处理及表面强化技术模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺之一,直接关系到模具的制造精度、力学性能(如强度等)、使用寿命以及制造成本,是保证模具质量和使用寿命的重要环节。
模具在实际生产使用中表明,在模具的全部失效中,由于热处理不当所引起的失效居于首位。
在模具设计制造过程中,若能正确选用钢材,选择合理的热处理及表面强化技术工艺,对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用。
当前模具热处理技术发展较快的领域是真空热处理技术和模具的表面强化技术。
9.1模具的热处理9.1.l模具钢的热处理模具钢的热处理工艺是指模具钢在加热、冷却过程中,根据组织转变规律制定的具体热处理加热、保温和冷却的工艺参数。
根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同,热处理工艺可分为常规热处理、表面热处理(表面淬火和化学热处理等)等。
根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用,热处理又可分为预备热处理和最终热处理。
模具钢的常规热处理主要包括退火、正火、淬火和回火。
由于真空热处理技术具有防止加热氧化、不脱碳、真空除气、变形小及硬度均匀等特点,近年来得到广泛的推广应用。
1.退火工艺退火一般是指将模具钢加热到临界温度以上,保温一定时间,然后使其缓冷至室温,获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。
其组织为铁素体基体上分布着碳化物。
目的是消除钢中的应力,降低模具材料的硬度,使材料成分均匀,改善组织,为后续工序(机加工、冷加工成形、最终热处理等)做准备。
退火工艺根据加热温度不同可分为:1)完全退火将模具钢加热到临界温度A c3以上20~30℃,保温足够的时间,使其组织完全奥氏体化,然后缓慢冷却,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
其目的是为了降低硬度、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、改善切削加工性能和冷塑性变形性能,为后续热处理或冷加工做准备。
2)不完全退火将钢加热到A c1~A c3(亚共析钢)或A c1~A ccm(过共析钢)之间,保温一定时间后缓慢冷却,以获得接近于平衡组织的热处理工艺。