压铸模具钢的热处理工艺有哪些流程？

　　压铸模具钢的热处理工艺有哪些流程？

　　压铸模具钢的工作面与液态金属直接接触，承受高压高速流动的液态金属的侵蚀和加热，脱模后迅速冷却。因此，热疲劳开裂、热磨损和热熔侵蚀是压铸模具钢常见的失效形式，因此要求压铸模具钢具有耐冷热疲劳、高温强度和韧性、耐液态金属侵蚀、高耐热性、高导热性和良好的抗氧化性

　　压铸模具钢热处理工艺介绍

　　一、压铸模具钢的制造工艺

　　1.通用压铸模具

　　锻造、球化退火、机械粗加工、稳定化处理、精整成形、淬火回火、钳工装配。

　　2.形状复杂、精度要求高的压铸模

　　锻造、球化退火(或调质)、粗加工、调质、电加工或精加工成型、钳工研磨、渗氮(或氮碳共渗)、研磨抛光。

　　二、压铸模具钢的常规热处理工艺

　　热处理技术广泛应用于压铸模具钢的制造，可以提高模具零件的使用性能，延长模具的使用寿命。此外，热处理还可以提高压铸模具钢的加工性能，提高加工质量，减少刀具磨损，因此在模具制造中起着非常重要的作用。

　　压铸模具钢主要由钢制成，其制造过程中的常规热处理包括球化退火、稳定化处理、调质、调质。通过这些热处理工艺，改变了钢的显微组织，使压铸模具钢能够获得所需的显微组织和性能。

　　1.预处理

　　压铸模具的模坯锻造后，必须采用球化退火或调质热处理。一方面可以消除应力，降低硬度，方便切割，同时为最终热处理做好准备。退火后可获得均匀的显微组织和分散的碳化物，提高模具钢的强度和韧性。由于调质效果优于球化退火，对于高强度和高韧性的模具，往往采用调质代替球化退火。

　　2.稳定处理

　　一般来说，压铸模的型腔比较复杂，粗加工时会产生较大的内应力，淬火时会产生变形。为了消除应力，一般需要在粗加工后进行去应力退火，即稳定化处理。

　　该工艺包括以下步骤:在650-680℃下加热，保温2-4小时，然后出料，空冷。形状复杂的压铸模需要冷却到400℃以下，然后出炉空冷。模具淬火回火后，电火花加工会在加工表面产生变质层，容易导致线切割裂纹，因此需要在较低温度下进行应力消除退火。

　　3.淬火和预热

　　大多数用于压铸模具的钢都是高合金钢。由于它们的导热性差，淬火和加热必须缓慢进行，并且经常采取预热措施。对于抗变形要求低的模具，预热次数可以少而不开裂，但抗变形要求高的模具必须预热几次。较低温度(400℃-650℃)预热一般在空气炉中进行；盐浴炉应在较高温度下预热，预热时间仍按1分钟/毫米计算。

　　4.淬火和加热

　　对于典型的压铸模具用钢，较高的淬火温度有利于提高热稳定性和抗软化性，降低热疲劳倾向，但会造成晶粒长大和晶界碳化物形成，降低韧性和塑性，导致严重开裂。因此，当压铸模具要求较高的韧性时，往往是低温淬火，而当要求较高的高温强度时，则是高温淬火。

　　为了获得良好的高温性能，保证碳化物能够充分溶解，获得成分均匀的奥氏体，压铸模具的淬火保温时间相对较长，盐浴炉中的保温系数一般为0.8-1.0 min/mm。

　　5.淬火和冷却

　　压铸模具采用油冷，形状简单，抗变形要求低；但形状复杂、抗变形要求高的压铸模是分阶段淬火的。为了防止变形和开裂，无论采用什么冷却方法，都不允许冷却到室温。一般应冷却至150℃-180℃，浸泡一定时间后立即回火。浸泡时间可计算为0.6分钟/毫米

　　6.回火

　　压铸模具必须充分回火，一般回火三次。第一回火温度选择在二次硬化的温度范围内；应选择第二次回火温度，使模具达到要求的硬度；第三次回火比第二次回火低10℃-20℃。回火后，应采用油冷或风冷，回火时间不得少于2小时。

　　三、压铸模具钢的表面强化处理工艺

　　常规的普通淬火很难满足压铸模具钢高表面耐磨性和强韧性的要求。

　　表面强化处理不仅可以提高压铸模具钢表面的耐磨性等性能，还可以保持足够的基体强度和韧性，同时防止熔融金属的粘附和腐蚀，对于提高压铸模具钢的综合性能，节约合金元素，大大降低成本，充分发挥材料的潜力，更好地利用新材料非常有效。

　　1.增碳剂

　　渗碳是机械工业中应用最广泛的化学热处理方法之一。该工艺的特点是:在渗碳活性介质(渗碳剂)中，将中低碳低合金模具钢和中高碳高合金钢加热到900℃-930℃，使碳原子渗入模具表层，然后低温淬火回火，使模具表层和型芯具有不同的成分、组织和性能。

　　渗碳分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。近年来，可控气氛渗碳、真空渗碳和苯离子渗碳得到了发展。

　　2.渗氮

　　氮渗入钢表面的过程称为钢的渗氮。渗氮可以使模具零件获得比渗碳更高的表面硬度、耐磨性、抗疲劳性、红硬性和耐腐蚀性。由于渗氮温度低(500-570℃)，渗氮后模具零件变形小。

　　渗氮方法有固体渗氮、液体渗氮和气体渗氮。目前，离子渗氮、真空渗氮、电解催化渗氮和高频渗氮等新技术得到广泛应用，可以缩短渗氮时间，获得高质量的渗氮层。

　　3.氮碳共渗

　　氮碳共渗是一种低温氮碳共渗工艺(530℃-580℃)，将氮和碳渗透到含有活性炭和氮原子的介质中，以渗氮为主。氮碳共渗层脆化小，氮碳共渗时间比渗氮时间短得多。经过氮碳共渗后，压铸模具的热疲劳性能得到显著提高。

　　苛刻的工作条件要求压铸模具钢具有良好的高温力学性能、冷热疲劳性能、抗液态金属侵蚀性能、抗氧化性、高淬透性和耐磨性等。热处理是决定这些性能的主要制造工艺。

　　压铸模具钢的热处理是改变钢的结构，使模具表面获得高硬度和耐磨性，同时型芯仍有足够的强度和韧性，同时能有效防止熔融金属粘模和侵蚀。选择合适的热处理工艺可以减少废品，显著提高模具的使用寿命。