本发明涉及金属热处理,具体为一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺。
背景技术:
1、在工业生产中,大型压铸模具件是制造汽车部件、航空零件及复杂机械设备的关键工具。这些模具必须能够承受极高的压力和温度变化,同时保持精确的尺寸和形状。为了满足这些要求,热处理工艺被广泛应用于模具制造过程中。热处理可以改善模具钢的微观结构,提升其机械性能如硬度、韧性和耐磨性,确保模具在苛刻条件下的持久性和可靠性。
2、现有的热处理工艺主要包括淬火和回火两个基本步骤。淬火过程中,模具钢被加热至临界温度以上,使其内部结构转变为奥氏体,然后快速冷却,形成硬而脆的马氏体。随后的回火过程则是对淬火后的钢进行再加热(但温度低于淬火温度),并在适当的温度下保持一定时间后缓慢冷却,以减少内部应力,提高材料的韧性和稳定性。这些传统热处理技术能有效提升模具钢的综合性能,使其适应复杂的工业应用需求。
3、现有的热处理技术在提升模具钢性能方面取得了一定成效,但在处理大型、复杂的模具件时仍存在一些局限性。首先,传统方法在加热和冷却过程中往往难以确保均匀性,这很容易导致模具产生不均匀的微观结构和应力集中,影响其尺寸稳定性和长期耐用性。其次,这些工艺往往无法达到硬度与韧性的最佳平衡,使模具在高负荷工作条件下出现早期失败。最后,传统热处理过程的能效相对较低,与当前对节能减排和环保的工业要求不完全符合。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,本发明的高性能真空热处理工艺显著提高了大型压铸模具件的维度稳定性和机械性能。通过精确控制加热和冷却,有效地平衡了硬度与韧性,减少了内部应力。此外,该工艺降低了能耗,符合环保要求,为工业应用提供了一种经济高效的解决方案。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,包括以下步骤:
3、在模具真空淬火前,进行真空去应力回火处理,消除加工应力;
4、模具装炉时,避免与其它材料以及其它类别模具一同混装进炉处理,且避免大小件模具混装进炉处理;
5、模具真空淬火工艺包括预热、奥氏体化、预冷和冷却步骤;
6、模具淬火出炉后,进行至少四次回火处理;
7、模具热处理完成后,由品质部对其硬度和变形量进行复检,并确定金相及外观合格后方可发出。
8、优选的,所述真空去应力回火处理包括以下步骤:
9、回火升温速度不超过180~200℃/小时;
10、回火温度控制在600~650℃;
11、保温时间按模具有效厚度计算为2分钟/毫米;
12、保温结束后,炉冷至400℃时出炉空冷。
13、优选的,所述预热包括以下步骤:
14、预热次数根据模具复杂程度及尺寸选择进行2~3次;
15、预热保温时间以模具心部到温以及接近炉膛温度为准;
16、第一段预热温度为560~650℃;
17、第二段预热温度为820~850℃。
18、优选的,所述奥氏体化包括以下步骤:
19、加热温度为1010~1020℃;
20、保温时间按模具有效厚度计算,取0.6~0.7分钟/毫米。
21、优选的,所述预冷包括以下步骤:
22、预冷时间为2分钟;
23、预冷气压为2.5bar;
24、风机转速为1500r/min。
25、优选的,所述冷却包括以下步骤:
26、冷却气压为9~12bar;
27、风机转速为3000r/min;
28、模具表面温度冷却到120℃时出炉空冷。
29、优选的,第一次回火处理包括以下步骤:
30、回火升温速度不超过200℃/小时;
31、回火温度为570℃;
32、保温时间按模具有效厚度计算为2.2分钟/毫米;
33、回火结束后冷却到室温。
34、优选的,第二次回火处理包括以下步骤:
35、根据第一次回火后的硬度值确定回火温度;
36、保温时间按模具有效厚度计算为2.2分钟/毫米;
37、回火结束后冷却到室温。
38、优选的,第三次回火处理包括以下步骤:
39、根据第二次回火后的硬度值调整回火温度;
40、保温时间按模具有效厚度计算为2.2分钟/毫米;
41、回火结束后冷却到室温,并测量硬度以确认是否达到预期硬度。优选的,第四次回火处理包括以下步骤:
42、复杂模具需进行四次回火,第四次回火的工艺与第三次相同;保温时间按模具有效厚度计算为2.2分钟/毫米;
43、回火结束后冷却到室温,并进行最终硬度测量和变形量检查。
44、本发明提供了一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺。具备以下有益效果:
45、1、本发明通过精细调整热处理流程,显著提升了模具钢在高负载和反复热循环中的维度稳定性。不仅保证了模具的尺寸一致性,还极大地提高了模具的制造精度和重复使用性,为高精度制造领域提供了关键技术支持。
46、2、本发明的热处理工艺精确控制加热和冷却过程,有效地在提高模具钢硬度的同时增强其韧性,显著增强了模具的抗疲劳性能,有效防止了在高强度工作条件下的疲劳破裂,延长了模具的使用寿命。
47、3、本发明所采用的高效热处理技术显著降低了能耗,符合当前工业对环保和可持续发展的需求,这种高效率的工艺不仅减少了生产过程中的能源消耗,还降低了长期维护和替换成本,为企业带来了持续的经济效益,同时增强了企业在市场上的竞争力。
1.一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,所述真空去应力回火处理包括以下步骤:
3.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,所述预热包括以下步骤:
4.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,所述奥氏体化包括以下步骤:
5.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,所述预冷包括以下步骤:
6.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,所述冷却包括以下步骤:
7.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,第一次回火处理包括以下步骤:
8.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,第二次回火处理包括以下步骤:
9.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,第三次回火处理包括以下步骤:
10.根据权利要求1所述的一种大型压铸模具件高性能真空热处理工艺,其特征在于,第四次回火处理包括以下步骤: