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讲述五金模具真空热处理过程中有哪些要求?

文章出处:行业资讯 责任编辑:东莞市德亿真空热处理科技有限公司 发表时间:2024-12-13
  ​1、前期准备要求
模具材料检验:在进行五金模具真空热处理之前,需要对五金模具材料进行严格检验。确保材料的质量符合要求,其化学成分、硬度等指标应在规定范围内。例如,对于冷作模具钢,要检查其碳含量是否能满足模具所需的硬度和耐磨性要求,合金元素(如铬、钼、钨等)的含量是否准确,因为这些元素会影响模具的淬透性和回火稳定性。
五金模具真空热处理
模具表面清理:模具表面必须清洁,不能有油污、铁锈、氧化皮等杂质。这些杂质在热处理过程中可能会导致表面脱碳、渗碳不均匀或产生软点等缺陷。可以采用机械清理(如喷砂、打磨)和化学清洗(如有机溶剂清洗、酸洗)相结合的方法进行清理。
设备检查与准备:检查五金模具真空热处理设备的真空度、加热系统、冷却系统等是否正常。真空炉的真空度应能达到工艺要求,一般对于五金模具真空热处理,真空度要保持在 10⁻³ - 10⁻⁵ Pa。加热系统的功率要满足模具加热速度和温度均匀性的要求,冷却系统的冷却介质(如氮气、氩气等)流量和压力要稳定,以保证模具能够快速均匀地冷却。
2、加热过程要求
加热速度控制:五金模具在真空炉中的加热速度需要合理控制。对于形状简单、尺寸较小的模具,可以采用较快的加热速度;但对于形状复杂、尺寸较大或者有较大截面变化的模具,为了避免产生过大的热应力,应采用较慢的加热速度。例如,大型冲压模具的加热速度可能控制在 5 - 10℃/min,而小型的注塑模具五金镶件可以适当加快加热速度至 10 - 15℃/min。
加热温度设定:根据模具材料的种类和性能要求来准确设定加热温度。不同的五金模具钢有其特定的淬火温度和回火温度范围。如 Cr12MoV 冷作模具钢,淬火温度一般在 1020 - 1050℃,回火温度在 550 - 650℃。加热温度过高可能导致模具晶粒粗大,降低模具的韧性和强度;温度过低则无法使合金元素充分溶解,影响模具的硬度和耐磨性。
温度均匀性保证:在加热过程中,要确保模具各部分温度均匀。这可以通过合理的加热方式和模具摆放来实现。真空炉的加热元件分布要合理,使模具在炉内能够受到均匀的热辐射。同时,模具在炉内的放置位置也很关键,应避免模具之间相互遮挡,保证热量能够均匀地传递到模具的各个部位。一般要求模具在加热过程中的温度差不超过 ±5℃。
3、保温阶段要求
保温时间确定:保温时间的长短主要取决于模具的尺寸、材料种类和装炉量等因素。尺寸较大的模具需要较长的保温时间,以便内部组织能够充分均匀化。例如,对于厚度为 100mm 的模具,保温时间可能需要 30 - 60 分钟;而对于厚度为 50mm 的模具,保温时间可能在 20 - 40 分钟。材料的合金含量也会影响保温时间,合金含量高的材料,原子扩散速度相对较慢,保温时间要适当延长。
气氛控制(在真空环境下):在保温阶段,虽然是在真空环境中,但仍要注意炉内气氛的变化。要防止炉内出现漏气现象,导致真空度下降,使模具表面发生氧化或脱碳。同时,有些特殊的模具材料可能需要在保温过程中充入少量的惰性气体(如氩气)来保护模具表面,避免元素的挥发和表面质量下降。
4、冷却过程要求
冷却介质选择:五金模具真空热处理常用的冷却介质有氮气、氩气等惰性气体,以及油、盐浴等。对于高精度、形状复杂的模具,为了减小变形,通常采用惰性气体冷却;对于一些对硬度要求较高、形状相对简单的模具,可以采用油冷或盐浴冷却。例如,小型的冲裁模具在保证变形量允许的情况下,可采用油冷,以获得较高的硬度。
冷却速度控制:冷却速度对模具的组织和性能有很大影响。过快的冷却速度可能导致模具产生过大的热应力,引起变形甚至开裂;过慢的冷却速度则不能获得所需的组织和硬度。一般根据模具材料的临界冷却速度来控制冷却速度。例如,对于热作模具钢,冷却速度要适中,避免在冷却过程中产生贝氏体或珠光体组织,影响模具的热疲劳性能。
均匀冷却保障:在冷却过程中,要保证模具各部分均匀冷却。可以通过合理设计冷却系统,使冷却介质能够均匀地包围模具。对于形状复杂的模具,还可以采用分级冷却或等温淬火等工艺方法,减少热应力和组织应力的集中,防止模具出现局部变形或开裂。
5、后续处理要求
回火处理及时进行:真空热处理后的五金模具应及时进行回火处理,以消除淬火过程中产生的内应力,稳定模具的组织和尺寸,提高模具的韧性。回火温度和回火次数根据模具材料和性能要求确定。一般冷作模具钢回火温度在 150 - 650℃之间,回火次数为 1 - 3 次。
表面质量检查与处理:检查模具的表面质量,看是否有氧化色、脱碳层、裂纹等缺陷。如果发现有轻微的氧化色,可以采用化学抛光或机械抛光的方法进行处理;对于有脱碳层的模具,要根据脱碳程度采取相应的补救措施,如补碳处理。如果发现裂纹,要分析原因,可能需要报废模具或者对模具进行修复。
硬度检测与调整:对模具进行硬度检测,确保硬度符合设计要求。如果硬度不符合要求,可能需要重新进行热处理或者采取适当的补救措施,如低温回火调整硬度。一般五金模具的硬度检测采用洛氏硬度计或维氏硬度计,检测点要分布在模具的关键部位,如刃口、型腔等。

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