| +20`C時總的電阻值 | 1 |
|---|---|
| 1 | 1 |
| 1. | 1 |
| 10%蒸余物殘?zhí)?/th> | 1 |
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現(xiàn)昱卓公司能為客戶提供的服務(wù)有：
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壓鑄模用鋼及熱處理
1.壓鑄模工作條件及性能要求
壓鑄模用鋼用于制造壓力鑄造和擠壓鑄造模具,。根據(jù)被壓鑄材料的性質(zhì),，壓鑄模可分為鋅合金壓鑄模,、鋁合金壓鑄模,、銅合金壓鑄模。壓鑄模工作時與高溫的液態(tài)金屬接觸,，不僅受熱時間長,，而且受熱的溫度比熱鍛模要高(壓鑄非鐵金屬時400一80090，壓鑄鋼鐵材料時可達(dá)1000℃以上),，同時承受很高的壓力(20一120MPa);此外還受到反復(fù)加熱和冷卻以及金屬液流的高速沖刷而產(chǎn)生磨損和腐蝕,。因此，熱疲勞開裂,、熱磨損和熱熔蝕是壓鑄模常見的失效形式,。所以,，壓鑄模的性能要求是:較高的耐熱性和良好的高溫力學(xué)性能、優(yōu)良的耐熱疲勞性,、高的導(dǎo)熱性,、良好的抗氧化性和耐蝕性、高的淬透性等,。
2.壓鑄模用鋼及其熱處理上藝
常用的壓鑄模用鋼以鎢系,、鉻系、鉻鑰系和鉻鎢鑰系熱作模具鋼為主,，也有一些其他的合金工具鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼,，用于工作溫度較低的壓鑄模，如40Cr,30CrMnSi, 4CrSi,4CrW2Si, 5CrW2Si,、5CrNiMo, 5CrMnMo, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1,、4Cr5 W2VSi、3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V及近年研制的新型熱作模具鋼Y10, Y4等,。其中3Cr2W8V鋼是制造壓鑄模的典型鋼種，常用于制造澆鑄鋁合金和銅合金的壓鑄模;與其性能和用途相類似的
還有3Cr3Mo3W2V鋼,。值得指出的是,，由于4Cr5 MoSiV 1鋼具有良好的韌性、耐熱疲勞性和抗氧化性,，其模具使用壽命高于3Cr2W8V鋼制壓鑄模,，且這類鋼的價格較鎢系鋼便宜，因此在壓鑄模上的使用愈來愈多,。
(1) 3Cr2W8V鋼該鋼是我國長期以來應(yīng)用最廣泛的典型的壓鑄模用鋼,，也可用于其他熱作模具鋼。
1)成分及性能特點(diǎn),。該鋼碳含量雖然不高,，但鉻、鎢含量較高,，致使共析點(diǎn)(S點(diǎn))左移,。從金相組織上看，屬于過共析鋼組織,。由于含碳量較低,，所以該鋼的韌性和導(dǎo)熱性較好。鎢是這種鋼的主加合金元素,，在鋼中生成的鎢碳化物很穩(wěn)定,，須在較高溫度加熱時才能溶人奧氏體中;在淬火后回火時也不易從馬氏體中析出和聚集，故鎢能顯著地提高鋼的回火穩(wěn)定性,。從而使鋼具有較高的熱硬性和熱強(qiáng)性,。例如在650℃下,，3Cr2W8V鋼的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1200MPa，硬度可達(dá)300HBW,。此外,，未溶鎢碳化物可阻止淬火加熱時的晶粒長大，有利于改善鋼的韌性,。鉻的主要作用是提高鋼的淬透性和抗氧化性,。釩的主要作用是細(xì)化晶粒，并增加回火過程的二次硬化效果,。
2)鍛造工藝,。因3Cr2W8V鋼屬于過共析鋼，在機(jī)械加工之前要進(jìn)行鍛造,，反復(fù)徽粗與拔長以消除碳化物偏析,，減少粗大碳化物。鍛造工藝為:始鍛溫度為1080一112090,，終鍛溫度為900一850cC,，鍛后先在空氣中較快地冷卻到70090，隨后緩冷,。
3)預(yù)備熱處理,。3Cr2W8V鋼鍛造后一般采用不完全退火，退火工藝為:830一850℃加熱并保溫3一4h后,，以小于4090 /h的速度爐冷至400℃出爐空冷,。也可采用等溫退火，等溫溫度710 -7409C,，等溫時間3 -4h,，然后爐冷至500℃以下出爐空冷。退火后組織為珠光體與碳化物,，硬度為207一255HBWo
4)淬火與回火,。
從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著淬火溫度的升高,，鋼的硬度增加,，例如105o9C淬火600℃回火后硬度為43 HRC;而125090淬火600℃回火后，硬度為52HRC,，提高近10個單位,。
同一淬火溫度，則在550℃回火時硬度值最大,，呈現(xiàn)一峰值,，而且有二次硬化現(xiàn)象，多一次回火,，硬度值會有所提高,。
表3-16為3Cr2W8V鋼的淬火溫度,、回火溫度與抗拉強(qiáng)度。,、,、沖擊韌度a‘的關(guān)系。
從表中數(shù)據(jù)可以看出,，提高淬火溫度,，抗拉強(qiáng)度隨之增加，但沖擊韌度隨之降低,，同一淬火溫度,，在650℃回火時aK值最低，說明這是回火脆性區(qū),。
綜合上述分析,，3Cr2W8V鋼常規(guī)淬火加熱溫度應(yīng)采用1050一115090。如果模具要求有較好的塑性和韌性,，承受較大的沖擊負(fù)荷時,，應(yīng)采用下限加熱溫度，對于壓鑄那些熔點(diǎn)較高的合金(如銅合金,、鎂合金)的壓鑄模,，為了滿足在較高溫度下所需的熱硬性和熱穩(wěn)定性，可在上限溫度范圍加熱淬火,。
3Cr2W8V鋼的淬透性很好，厚度在100mm以內(nèi)的注塑加工件均可在油中淬透,。為了減小模具變形,，可采用分級淬火和等溫淬火。
回火溫度應(yīng)根據(jù)性能要求和淬火溫度來選擇,，回火次數(shù)為2一3次,。由于該鋼有明顯的回火脆性，回火后應(yīng)采用油冷,，然后可再經(jīng)160一200℃補(bǔ)充回火,。
(2) 3Cr3Mo3W2V (HMI)鋼該鋼是參照國外有關(guān)鋼種結(jié)合我國資源條件研制的新型熱作模具鋼。
此鋼在化學(xué)成分上通過以鑰代鎢,，使鋼的含鎢量與3Cr2W8V鋼相比大大降低,，同時鉻和釩的含量比3Cr2W8V鋼有適當(dāng)?shù)奶岣摺Ｋ奶攸c(diǎn)是具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性,，在保持高強(qiáng)度和高的熱穩(wěn)定性的同時,，還表現(xiàn)出良好的耐熱疲勞性。試驗(yàn)結(jié)果和使用實(shí)踐表明,，這種鋼的回火穩(wěn)定性,、抗磨損性能均優(yōu)于3Cr2W8V鋼,，熱疲勞抗力比3Cr2W8V鋼高得多。
3Cr3Mo3 W2V鋼的鍛造工藝為:加熱溫度1150一118090,，始鍛溫度1120一115090,，終鍛溫度)8509C，鍛后緩冷,。鍛造后應(yīng)及時退火,，退火工藝為860一880℃加熱保溫2一4h,爐冷降溫至720一740℃等溫4一6h,爐冷至550℃以下出爐空冷。退火后硬度鑊252HBW o最終熱處理工藝為:淬火溫度106()一113090,，油淬或分級淬火,，淬火后硬度為50一56HRC,回火至601)一630℃時硬度為50一55HRC, 630一650℃回火后硬度為45-50HRC,
(3) 4Cr5Mo2MnSiV1 (Y10)及4Cr3Mo2MnVNbB (Y4)鋼Y10鋼及Y4鋼是分別作為鋁合金及銅合金壓鑄而研制的新型熱作模具鋼，Y10鋼的化學(xué)成分接近H13鋼,，Y4鋼的化學(xué)成分接近HD鋼,，都屬于高強(qiáng)韌性熱作模具鋼。與3Cr2W8V鋼相比,，冷熱疲勞抗力,、抗溶蝕能力、沖擊韌度,、斷裂韌性均比較高,，只是耐熱性稍差。但Y10鋼可在610℃以下長期工作,，Y4鋼的工作溫度可更高些,。
兩種鋼的鍛造及退火工藝與3Cr2W8V鋼相近，但鍛造性能良好,，鍛造溫度范圍寬,，無特殊要求。退火硬度低于3Cr2W8V鋼,。
淬火溫度為1020一1120CC,，回火溫度為600 -- 6309C，具體淬火和回火溫度可根據(jù)用途及要求進(jìn)行選擇,。
Y10鋼及Y4鋼用于壓鑄模,，使用壽命普遍提高1一10倍，而用于熱擠壓模和熱鍛模的效果也良好,。
3.壓鑄模材料選用
目前常用的壓鑄金屬材料主要有:鋅合金,、鋁或鎂合金、銅合金和鋼鐵等四大類,，它們的熔點(diǎn),、壓鑄溫度、模具工作溫度和硬度要求都各有不同,。由于壓鑄金屬的壓鑄溫度愈高,，壓鑄模的磨損和損壞就愈快,，因此，在選擇壓鑄模材料時,，首先就要根據(jù)壓鑄金屬的種類及其壓鑄溫度的高低來決定;其次還要考慮生產(chǎn)批量大小和壓鑄件的形狀,、重量以及精度要求等。
一般,，常用于鋅合金壓鑄模具的材料有合金結(jié)構(gòu)鋼,，如 4OCr, 30CrMnSi, 40CrM。鋼等;模具鋼,，如5CrNiMo, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, CrWMn鋼等,。合金結(jié)構(gòu)鋼制壓鑄模壽命為20一30萬次，模具鋼可達(dá)到100萬次,。
鋁合金壓鑄模具鋼有4Cr5MoSiVI (H13) , 4Cr5MoSiV (H11) , 3Cr2W8V及新鋼種4Cr5Mo2MnSiVI(Y10), 3Cr3Mo3VNb (HM3)鋼等,。其中H13, H11, Y10, HM3鋼使用效果良好，模具壽命均高于3Cr2W8V鋼,。
銅合金壓鑄模具鋼有3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V (HMI)及新鋼種4Cr3 Mo2 MnVNbB(Y4)鋼,，其中 3Cr2W8V鋼用量最大，但使用效果不如HMI和Y4鋼,。
鋼鐵壓鑄模具加工材料最常用的仍為3Cr2W8V鋼,，但因該鋼熱疲勞抗力差，使用壽命低,。目前國內(nèi)外趨向使用高熔點(diǎn)鑰基合金及鎢基合金制造鋼鐵壓鑄模,，其中TZM及Anviloyl 150兩種合金普遍受到重視。
銅合金制造鋼鐵壓鑄模,，也收到良好效果,。使用的銅合金主要有被青銅合金、鉻錯釩銅合金和鉻錯鎂銅合金等,。
4.壓鑄模的熱處理特點(diǎn)
根據(jù)壓鑄模形狀、精度要求,，壓鑄模的制造工藝路線如下,。
1)一般壓鑄模:鍛造*退火、機(jī)械粗加工*穩(wěn)定化處理*精加工成形一淬火及回火鉗工修配,。
2)形狀復(fù)雜,、精度要求高的壓鑄模:鍛造、退火*粗加工,、調(diào)質(zhì),、電加工或精加工成形、鉗工修磨一滲氮(或軟氮化)葉研磨拋光,。
工序中的熱處理為退火,、穩(wěn)定化處理,、調(diào)質(zhì)和淬、回火,，其工藝目的和特點(diǎn)如下:
1)壓鑄模型腔復(fù)雜,，在粗加工和半精加工時會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。為了減小淬火變形,，在粗加工之后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火(也稱穩(wěn)定化處理),。去應(yīng)力退火工藝為650一68090，保溫3 -5h,。保溫結(jié)束后,，型腔簡單的模具可直接出爐，在靜止空氣中均勻,、緩慢地冷卻,。而形狀復(fù)雜的壓鑄模需爐冷至400℃出爐空冷。經(jīng)電火花加工的模具型腔,，表面會產(chǎn)生變質(zhì)
層,，變質(zhì)層具有脆性，形成拉應(yīng)力,，易引起裂紋,。消除變質(zhì)層的辦法是采用研磨或拋光，同時進(jìn)行去應(yīng)力退火,。
2)壓鑄模的預(yù)處理一般采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理,，其目的是在最終熱處理前獲得均勻的組織和彌散分布的碳化物以改善鋼的強(qiáng)韌性。由于調(diào)質(zhì)處理的效果優(yōu)于球化退火,，所以,，強(qiáng)韌性要求高的壓鑄模，常常以調(diào)質(zhì)代替球化退火,。
3)壓鑄模用鋼多為高合金鋼,，因其導(dǎo)熱性差，熱處理加熱必須緩慢進(jìn)行,。對于防變形要求不高的模具,，在不產(chǎn)生開裂的情況下，預(yù)熱次數(shù)可以少些,。但防變形要求高的模具,，必須多次預(yù)熱。較低溫度(400一65090)的預(yù)熱,，一般在空氣爐中進(jìn)行;較高溫度的預(yù)熱,，應(yīng)采用鹽浴爐，預(yù)熱時間仍按1 min/mm計。
4)淬火加熱,。對于典型壓鑄模用鋼來說,，高的淬火加熱溫度有利于提高熱穩(wěn)定性和抗軟化的能力，減輕熱疲勞傾向,，但會引起晶粒長大和晶界形成碳化物,，使韌性和塑性下降，導(dǎo)致嚴(yán)重開裂,。因此,，壓鑄模要求有較高韌性時，往往采用低溫淬火,，而要求具有較高的高溫強(qiáng)度時,，則采用較高溫度淬火。
為了獲得良好的高溫性能,，保證碳化物能充分地溶解,，得到成分均勻的奧氏體，壓鑄模的淬火保溫時間都比較長,，一般在鹽浴爐中加熱保溫系數(shù)取0.8一1. 0min/mm.
5)淬火冷卻,。對于形狀簡單、防變形要求不高的壓鑄模采用油冷;而形狀復(fù)雜,、防變形要求高的壓鑄模采用分級淬火,。為了防止變形和開裂，無論采用什么冷卻方式,，都不允許冷到室溫,，一般應(yīng)冷到150一180℃均熱一定時間后立即回火，均熱時間可按0.6min/mm計算,。
6)回火,。壓鑄模必須充分回火，一般回火3次,。第一次回火溫度選在二次硬化的溫度范圍,，第二次回火溫度的選擇要使模具達(dá)到所要求的硬度，第三次回火溫度要低于第二次10一2090,?；鼗鸷缶捎糜屠浠蚩绽洌鼗饡r間不少于2h0
7)表面強(qiáng)化處理,。為了防止熔融金屬粘模、侵蝕,，提高壓鑄模成形部分的抗蝕性和耐磨性,，壓鑄模常采用表面強(qiáng)化處理，常用工藝方法有滲氮、氮碳共滲,、滲鉻,、滲鋁、滲硼等,。
