Tres nuevos y mejorados procesos de tratamiento térmico para moldes de fundición a presión, ¡muy prácticos!

Metalla fundición a presión tienelas características de alta eficiencia de producción, ahorro de materias primas, reducción de costos de producción, buen rendimiento del producto y alta precisión, y es ampliamente utilizado en la producción.

La superficie de trabajo de los moldes de fundición a presión está directamente en contacto con el metal líquido, soportando la erosión y el calentamiento del metal líquido que fluye a alta presión y alta velocidad. Después de desmoldear la pieza de trabajo, se enfría rápidamente. Por lo tanto, el agrietamiento por fatiga térmica, el desgaste térmico y la corrosión por fusión en caliente son formas de falla comunes de los moldes de fundición a presión. Por lo tanto, se requiere que los moldes de fundición a presión tengan resistencia a la fatiga en frío y en caliente, resistencia y tenacidad a altas temperaturas y resistencia a la erosión del metal líquido Alta resistencia al calor, alta conductividad térmica, buena resistencia a la oxidación, alta templabilidad y resistencia al desgaste.

Introducción al proceso de tratamiento térmico del molde de fundición a presión

El tratamiento térmico es un paso importante para mejorar la vida útil de los moldes de fundición a presión. La investigación muestra que la falla por fractura del molde causada por un proceso u operación de tratamiento térmico inadecuado representa aproximadamente el 60% del número total de fallas. Por lo tanto, en la producción de moldes de fundición a presión, es necesario llevar a cabo la correcta operación del proceso de tratamiento térmico.

1, ruta del proceso de fabricación de moldes de fundición a presión

1. Molde de fundición a presión general

Forjado esferoidizado recocido mecánico desbaste tratamiento de estabilización mecanizado de precisión conformado templado y revenido montaje de montaje.

2. Moldes de fundición a presión con formas complejas y requisitos de alta precisión.

Forja Esferoidización Recocido (o tratamiento de temple y revenido) - Mecanizado en bruto - Temple y revenido - Mecanizado eléctrico o mecanizado de precisión Formado - Rectificado de ajuste - Nitruración (o nitrocarburación) - Rectificado y pulido.

2,Proceso de tratamiento térmico convencional para moldes de fundición a presión.

El proceso de tratamiento térmico se usa ampliamente en la fabricación de moldes de fundición a presión, lo que puede mejorar el rendimiento de las piezas del molde y prolongar la vida útil de los moldes. Además, el tratamiento térmico también puede mejorar el rendimiento del procesamiento de los troqueles de fundición a presión, mejorar la calidad del procesamiento y reducir el desgaste de la herramienta. Por lo tanto, juega un papel muy importante en la fabricación de troqueles.

Los moldes de fundición a presión están hechos principalmente de acero, y el tratamiento térmico convencional en su proceso de fabricación incluye el recocido de esferoidización, el tratamiento de estabilización, el temple y el revenido. A través de estos procesos de tratamiento térmico, se cambia la microestructura del acero para obtener la microestructura y las propiedades requeridas para el molde de fundición a presión.

1. Preprocesamiento

El molde de fundición a presión forjado debe someterse a un recocido de esferoidización o un tratamiento térmico de temple y revenido. Por un lado, puede eliminar el estrés y reducir la dureza, facilitar el proceso de corte y, al mismo tiempo, preparar la estructura para el tratamiento térmico final. Después del recocido, se puede obtener una microestructura uniforme y carburos dispersos para mejorar la resistencia y tenacidad del acero para moldes. Debido al efecto superior del tratamiento de templado y revenido sobre el recocido de esferoidización, los moldes con altos requisitos de resistencia y tenacidad a menudo utilizan el templado y el revenido en lugar del recocido de esferoidización.

2. Tratamiento de estabilización

En términos generales, los moldes de fundición a presión tienen cavidades complejas, que generan una tensión interna significativa durante el mecanizado de desbaste y deformación durante el templado. Para eliminar la tensión, el recocido de alivio de tensión o el tratamiento de estabilización deben llevarse a cabo generalmente después del mecanizado de desbaste.

El proceso es el siguiente: temperatura de calentamiento 650℃-680℃, aislamiento durante 2-4 horas y luego enfriamiento por aire después de ser descargado del horno. Los moldes de fundición a presión con formas complejas requieren que el horno se enfríe por debajo de 400℃y refrigeración por aire después de la descarga. Después de templar y templar el molde, el mecanizado por descarga eléctrica producirá una capa metamórfica en la superficie mecanizada, que puede causar fácilmente grietas por corte de alambre. Por lo tanto, también se debe llevar a cabo un recocido de alivio de tensión a temperatura más baja.

3. Precalentamiento de enfriamiento

El acero utilizado para moldes de fundición a presión es principalmente acero de alta aleación. Debido a su baja conductividad térmica, el enfriamiento rápido y el calentamiento deben realizarse lentamente y, a menudo, se toman medidas de precalentamiento. Para moldes con bajos requisitos de antideformación, la frecuencia de precalentamiento se puede reducir sin agrietarse, pero los moldes con altos requisitos de antideformación deben precalentarse varias veces. Precalentamiento a temperaturas más bajas (400℃-650℃) generalmente se lleva a cabo en un horno de aire; Para el precalentamiento a temperaturas más altas, se debe usar un horno de baño de sal y el tiempo de precalentamiento aún se debe calcular en 1 minuto/mm.

4. Calentamiento de enfriamiento

Para el acero troquelado típico para fundición a presión, una temperatura alta de templado y calentamiento es beneficiosa para mejorar la estabilidad térmica y la resistencia al ablandamiento, lo que reduce la tendencia a la fatiga térmica, pero puede provocar el crecimiento del grano y la formación de carburos en los límites del grano, lo que da como resultado una disminución de la tenacidad y la plasticidad, lo que provoca un agrietamiento severo. Por lo tanto, cuando los moldes de fundición a presión requieren alta tenacidad, a menudo se usa el enfriamiento rápido a baja temperatura, mientras que cuando se requiere resistencia a alta temperatura, se usa el enfriamiento rápido a temperatura más alta.

Para lograr un buen rendimiento a alta temperatura, asegúrese de que los carburos se puedan disolver por completo y obtenga austenita con una composición uniforme, el tiempo de enfriamiento y aislamiento de los moldes de fundición a presión es relativamente largo. Generalmente, el coeficiente de aislamiento se toma como 0,8-1,0 min/mm cuando se calienta en un horno de baño de sal.

5. Refrigeración por enfriamiento

Para moldes de fundición a presión con formas simples y bajos requisitos para la prevención de deformaciones, se utiliza refrigeración por aceite; Los moldes de fundición a presión con formas complejas y altos requisitos para la prevención de la deformación utilizan enfriamiento gradual. Para evitar la deformación y el agrietamiento, independientemente del método de enfriamiento que se utilice, no se permite que alcance la temperatura ambiente. En general, debe enfriarse a 150℃-180℃, e inmediatamente templado después de remojo durante un cierto tiempo. El tiempo de remojo se puede calcular como 0,6 min/mm.

6. Templado

El molde de fundición a presión debe templarse por completo, generalmente tres veces. La primera temperatura de revenido se selecciona dentro del rango de temperatura del segundo endurecimiento; La selección de la segunda temperatura de revenido debe asegurar que el molde alcance la dureza requerida; El tercer revenido debe ser menor que el segundo revenido a l0℃-20℃. Después del revenido, se utilizará enfriamiento por aceite o por aire, y el tiempo de revenido no será inferior a 2 horas.

3,Proceso de tratamiento de refuerzo de superficies para troqueles de fundición a presión

El enfriamiento general convencional es difícil de cumplir con los requisitos de alta resistencia al desgaste superficial y resistencia y tenacidad de la matriz de los moldes de fundición a presión.

El tratamiento de fortalecimiento de la superficie no solo puede mejorar la resistencia al desgaste y otras propiedades de la superficie de los moldes de fundición a presión, sino que también mantiene la resistencia y dureza suficientes de la matriz, al tiempo que evita que el metal fundido se adhiera y grabe. Esto es muy efectivo para mejorar el rendimiento integral de los moldes de fundición a presión, ahorrar elementos de aleación, reducir significativamente los costos, utilizar completamente el potencial de los materiales y utilizar mejor los nuevos materiales.

La práctica de producción ha demostrado que el tratamiento de fortalecimiento de la superficie es una medida importante para mejorar la calidad de los moldes de fundición a presión y prolongar su vida útil. Los procesos de tratamiento de fortalecimiento de superficies comúnmente utilizados en moldes de fundición a presión incluyen carburación, nitruración, nitrocarburación, borización, cromado y aluminización.

1. Carburación

La carburación es actualmente el método de tratamiento térmico químico más utilizado en la industria mecánica. La característica del proceso es que el troquel de acero de baja aleación con medio a bajo y alto carbono y el troquel de acero de alta aleación con medio a alto carbono se calientan a 900℃-930℃en un medio activo carburante (agente carburante), que permite que los átomos de carbono penetren en la capa superficial de la matriz, seguido de un templado y revenido a baja temperatura, lo que da como resultado diferentes composiciones, estructuras y propiedades en la superficie y el núcleo de la matriz.

La carburación se puede dividir en carburación sólida, carburación líquida y carburación gaseosa. Recientemente, se ha convertido en carburación de atmósfera controlable, carburación de vacío y carburación de iones de benceno.

2. Nitruración

El proceso de penetración de nitrógeno en la superficie del acero se denomina nitruración del acero. La nitruración puede permitir que las piezas del molde alcancen una mayor dureza superficial, resistencia al desgaste, rendimiento frente a la fatiga, dureza al rojo y resistencia a la corrosión que la carburación. Debido a la menor temperatura de nitruración (500-570℃), la deformación de las piezas del molde después de la nitruración es relativamente pequeña.

Los métodos de nitruración incluyen la nitruración sólida, la nitruración líquida y la nitruración con gas. En la actualidad, se utilizan ampliamente nuevas tecnologías como la nitruración iónica, la nitruración al vacío, la nitruración electrolítica y la nitruración de alta frecuencia, que acortan el tiempo de nitruración y pueden obtener capas de nitruración de alta calidad.

3. Nitrocarburización

La coinfiltración de nitrógeno y carbono es un proceso de coinfiltración de nitrógeno y carbono a baja temperatura (530℃-580℃) donde el nitrógeno y el carbono se infiltran simultáneamente en un medio que contiene átomos de nitrógeno y carbono activado, y el nitrógeno es el método principal. La fragilidad de la capa de nitrocarburación es pequeña y el tiempo de cocarburación es mucho más corto que el tiempo de nitruración. Después de la nitrocarburación, el rendimiento de fatiga térmica de los moldes de fundición a presión puede mejorarse significativamente.

Las malas condiciones de trabajo requieren que los moldes de fundición a presión tengan buenas propiedades mecánicas a alta temperatura, resistencia a la fatiga por calor y frío, resistencia a la erosión del metal líquido, resistencia a la oxidación, alta templabilidad y resistencia al desgaste. El tratamiento térmico es el principal proceso de fabricación que determina estas propiedades.

El tratamiento térmico de los moldes de fundición a presión consiste en cambiar la microestructura del acero para lograr una alta dureza y resistencia al desgaste en la superficie del molde, mientras que el núcleo todavía tiene suficiente resistencia y tenacidad, al mismo tiempo que evita que el metal fundido se adhiera y grabe. La elección de los procesos de tratamiento térmico adecuados puede reducir los residuos y mejorar significativamente la vida útil del molde.