CN107723631A - 一种压铸模热处理工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压铸模热处理工艺方法，包括以下步骤：S1、压铸模装炉准备；S2、淬火；S3、回火；S4、渗氮；本发明中压铸模热处理工艺方法针对于铝基压铸模，通过压铸模装炉准备、淬火分段热处理、回火预热且加热保温、二级渗氮处理得到最佳的硬度和韧性，减小其尺寸变化和变形；不同铸件壁厚对应的压铸模淬火加热保温时间、回火加热保温时间不同，合理地利用资源，减少因铸件壁厚差异，而引起的压铸模热处理失当，且推广性强。

Description

一种压铸模热处理工艺方法
技术领域
本发明涉及铸造热处理领域，具体是一种压铸模热处理工艺方法。
背景技术
压铸模淬火和回火时，会出现变形或扭曲。变形是由于钢材中的应力引起，包括有热应力、组织转变应力。
1)热应力：模具尺寸在加热时会增加。当加热越快，越不均匀时，引起不同部位尺寸增加不一致。从而产生应力和变形。多段预热，缓慢加热的目的是使整个模具温度保持一致。淬火时也会产生非常大的应力，采用分级淬火，可减少变形。淬火冷却越快越好。
2)组织转变应力：热处理是通过改变金属材科的显微组织来达到提高性能的目的。而金属材料显微组织铁素体、奥氏体、马氏体有不同的密度，因此在组织转变过程中，从奥氏体转变成马氏体，引起了尺寸的变化。过度快速和不均匀的淬火易引起模具中局部体积增大．某些截面产生应力导致变形。
目前，对于铝基压铸模在热处理时改善其尺寸变化和变形效果不明显，且推广性有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压铸模热处理工艺方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种压铸模热处理工艺方法，包括以下步骤：
S1、压铸模装炉准备：
（a1）对于大模具的各拐角处设置圆角，边缘开口处开设圆角；
（a2）型腔背面的冷却水孔用石棉堵上并塞实；
（a3）型腔内角的地方或厚薄相差较大的地方用石棉包扎；
（a4）边缘有开口，且大于此边长度的1/5、深度大于厚度的1/3，用钢板焊接；
（a5）确认压铸模无开裂或加工缺陷，进行探伤；
S2、淬火：
（b1）将压铸模装在真空炉中，进行第一段预热，升温4h，在温度为500-550℃，保温时间为淬火加热保温时间的2倍；
（b2）进行第二段预热，升温2h到750-800℃，保温时间为淬火加热保温时间的1倍；
（b3）进行淬火加热，升温30min到1000-1050℃，淬火加热保温时间根据铸件壁厚确定；
（b4）吹风冷却，至100-150℃入回火炉；
S3、回火：
（c1）回火预热：升温1.5h至300-350℃，保温时间为回火加热保温时间的1倍；
（c2）回火加热：升温40min至500-680℃，回火加热保温时间根据铸件壁厚确定；
（c3）空气冷却至室温；
S4、渗氮：
（d1）渗氮预热：升温2h，保温时间为30min；
（d2）一级渗氮：升温1h至520-530℃，充入氨气、乙醇混合气体，混合气体体积比例氨气：乙醇=6:4，保温时间为4h；
（d3）二级渗氮：升温30min至550-560℃，保温时间为2h；
（d4）退氮，炉冷至小于200℃后，空冷至室温。
作为本发明进一步的方案：所述S1步骤中探伤的方法优选为超声波探伤。
作为本发明进一步的方案：所述S2步骤中第一段预热温度优选为550℃。
作为本发明进一步的方案：所述S2步骤中淬火加热温度优选为1050℃。
作为本发明进一步的方案：所述S4步骤中一级渗氮混合气体体积比例优选为氨气：乙醇=7:3。
作为本发明进一步的方案：所述S4步骤结束后可增设涂镀工艺：在压铸模具上将聚四氟乙烯微粒浸润后进行镍磷－聚四氟乙烯复合镀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中压铸模热处理工艺方法针对于铝基压铸模，通过压铸模装炉准备、淬火分段热处理、回火预热且加热保温、二级渗氮处理得到最佳的硬度和韧性，减小其尺寸变化和变形；不同铸件壁厚对应的压铸模淬火加热保温时间、回火加热保温时间不同，合理地利用资源，减少因铸件壁厚差异，而引起的压铸模热处理失当，且推广性强。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种压铸模热处理工艺方法，包括以下步骤：
S1、压铸模装炉准备：
（a1）对于大模具的各拐角处设置圆角，边缘开口处开设圆角；
（a2）型腔背面的冷却水孔用石棉堵上并塞实，避免型腔的表面距离冷却水孔距离不同，而在薄的地方引起过热、应力过大等，造成开裂及失效；
（a3）型腔内角的地方或厚薄相差较大的地方用石棉包扎，以防开裂；
（a4）边缘有开口，且大于此边长度的1/5、深度大于厚度的1/3，用钢板焊接，以防开裂变形；
（a5）确认压铸模无开裂或加工缺陷，进行探伤；
S2、淬火：
（b1）将压铸模装在真空炉中，进行第一段预热，升温4h，在温度为500-550℃，保温时间为淬火加热保温时间的2倍；
（b2）进行第二段预热，升温2h到750-800℃，保温时间为淬火加热保温时间的1倍；
（b3）进行淬火加热，升温30min到1000-1050℃，淬火加热保温时间根据铸件壁厚确定，见表1；
表1：淬火加热保温时间（t/min）与铸件壁厚（d/mm）之间的关系
（b4）吹风冷却，至100-150℃入回火炉；
S3、回火：采用优化的热处理回火工艺，无脱碳、无变形、优化组织和硬度，具有较高的高温强度和回火稳定性，获得高的热疲劳抗力和耐磨性；
（c1）回火预热：升温1.5h至300-350℃，保温时间为回火加热保温时间的1倍；
（c2）回火加热：升温40min至500-680℃，回火加热保温时间根据铸件壁厚确定，见表2；
表2：回火加热保温时间（T/h）与铸件壁厚（d/mm）之间的关系
（c3）空气冷却至室温；
S4、渗氮：
（d1）渗氮预热：升温2h，保温时间为30min，减少在渗氮过程中的变形；
（d2）一级渗氮：升温1h至520-530℃，充入氨气、乙醇混合气体，混合气体体积比例氨气：乙醇=6:4，保持时间为4h，以得到弥散度大的氮化物，提高硬度；
（d3）二级渗氮：升温30min至550-560℃，保持时间为2h，由于温度的提高，促进了氮化物的扩散，缩短了氮化的时间，并使过渡层趋于平缓；
（d4）退氮，炉冷至小于200℃后，空冷至室温。
所述S1步骤中探伤的方法优选为超声波探伤。
所述S2步骤中第一段预热温度优选为550℃。
所述S2步骤中淬火加热温度优选为1050℃。
所述S4步骤中一级渗氮混合气体体积比例优选为氨气：乙醇=7:3。
所述S4步骤结束后可增设涂镀工艺：在压铸模具上将聚四氟乙烯微粒浸润后进行镍磷－聚四氟乙烯复合镀；实验证明，此工艺大大降低了模具表面的摩擦系数。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种压铸模热处理工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、压铸模装炉准备：
（a1）对于大模具的各拐角处设置圆角，边缘开口处开设圆角；
（a2）型腔背面的冷却水孔用石棉堵上并塞实；
（a3）型腔内角的地方或厚薄相差较大的地方用石棉包扎；
（a4）边缘有开口，且大于此边长度的1/5、深度大于厚度的1/3，用钢板焊接；
（a5）确认压铸模无开裂或加工缺陷，进行探伤；
S2、淬火：
（b1）将压铸模装在真空炉中，进行第一段预热，升温4h，在温度为500-550℃，保温时间为淬火加热保温时间的2倍；
（b2）进行第二段预热，升温2h到750-800℃，保温时间为淬火加热保温时间的1倍；
（b3）进行淬火加热，升温30min到1000-1050℃，淬火加热保温时间根据铸件壁厚确定；
（b4）吹风冷却，至100-150℃入回火炉；
S3、回火：
（c1）回火预热：升温1.5h至300-350℃，保温时间为回火加热保温时间的1倍；
（c2）回火加热：升温40min至500-680℃，回火加热保温时间根据铸件壁厚确定；
c3）空气冷却至室温；
S4、渗氮：
（d1）渗氮预热：升温2h，保温时间为30min；
（d2）一级渗氮：升温1h至520-530℃，充入氨气、乙醇混合气体，混合气体体积比例氨气：乙醇=6:4，保温时间为4h；
（d3）二级渗氮：升温30min至550-560℃，保温时间为2h；
（d4）退氮，炉冷至小于200℃后，空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种压铸模热处理工艺方法，其特征在于，所述S1步骤中探伤的方法优选为超声波探伤。
3.根据权利要求1所述的一种压铸模热处理工艺方法，其特征在于，所述S2步骤中第一段预热温度优选为550℃。
4.根据权利要求1所述的一种压铸模热处理工艺方法，其特征在于，所述S2步骤中淬火加热温度优选为1050℃。
5.根据权利要求1所述的一种压铸模热处理工艺方法，其特征在于，所述S4步骤中一级渗氮混合气体体积比例优选为氨气：乙醇=7:3。
6.根据权利要求1所述的一种压铸模热处理工艺方法，其特征在于，所述S4步骤结束后可增设涂镀工艺：在压铸模具上将聚四氟乙烯微粒浸润后进行镍磷－聚四氟乙烯复合镀。
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