Hoe bepaal je het optimale warmtebehandelingsproces voor vormmaterialen?

Het bepalen van het optimale warmtebehandelingsproces voor matrijsmaterialen vereist aandacht voor drie kerndoelstellingen: hoge hardheid en slijtvastheid, hoge temperatuursterkte en vermoeiingsweerstand, en verwerkbaarheid en corrosiebestendigheid.

Koudbewerkingsmatrijzenstaal: met een hoge hardheid en hoge slijtvastheid als kern.

Geschikt voor metaalvorming bij kamertemperatuur, zoals ponsen, koudvervormen, koudextrusie, enz., waarbij materialen een extreem hoge hardheid (58-64 HRC) en afbrokkelingsbestendigheid vereisen.

Procespad voor warmtebehandeling

Voorbereidende warmtebehandeling:
Door middel van isothermisch sferoidiserend gloeien (verhitting bij 840-870 ℃, isothermisch bij 700-760 ℃ gedurende 4-6 uur) worden de carbiden gelijkmatig verdeeld, de hardheid verlaagd tot ≤ 220 HBS en de snijprestaties verbeterd.
Laatste warmtebehandeling:
Afkoeling:Verwarm tot 980-1040 ℃, houd deze temperatuur aan en koel vervolgens af in olie of met gas om een ​​martensitische structuur te verkrijgen.
Ontlaten bij lage temperatuur:Ontlaat het materiaal 1-2 keer bij 150-250 ℃ om spanningen te verwijderen en een hoge hardheid te behouden, waardoor hardheidsverlies door ontlaten bij middelhoge temperaturen wordt voorkomen.

Kernpunten van procesoptimalisatie

Voor staal met een hoog koolstof- en chroomgehalte (zoals Cr12-type) kan het proces van afkoelen bij lage temperaturen en ontlaten bij lage temperaturen (afschrikken bij 1050-1080 ℃, temperen bij 180-220 ℃) ​​worden gebruikt om de taaiheid te verbeteren en brosbreuk te voorkomen.
Voor complexe mallen wordt vacuümwarmtebehandeling aanbevolen om oxidatie en ontkoling te verminderen, waardoor de vervorming met 30% tot 40% kan worden gereduceerd.

Warmbewerkingsmatrijzenstaal: focus op hoge temperatuursterkte en weerstand tegen thermische vermoeidheid.

De matrijs wordt gebruikt voor hogetemperatuurvormingsprocessen zoals warm smeden en spuitgieten. De oppervlaktetemperatuur van de matrijs kan oplopen tot boven de 500 ℃, waardoor deze een goede roodhardheid, thermische geleidbaarheid en weerstand tegen thermische scheuren moet hebben.

Procespad voor warmtebehandeling

Voorbereidende warmtebehandeling:
Na het smeden zijn langzame afkoeling en een gloeibehandeling (zoals afkoeling in een oven na isolatie bij 870 ℃) nodig om de smeedspanning te elimineren en de weefseluniformiteit te verbeteren.
Laatste warmtebehandeling:
Afkoeling:Verwarmen tot 1020-1050 ℃, oliegekoeld of gasafschrikkend om volledige uitharding van de kern te garanderen.
Ontlaten op hoge temperatuur:2-3 ontlaatcycli bij 500-620 ℃, waarbij gebruik wordt gemaakt van het secundaire hardingseffect om de hardheid te verhogen tot 48-52 HRC en ontlaatbroze zones te voorkomen.

Kernpunten van procesoptimalisatie

Het aantal temperingsstappen mag niet minder dan twee keer bedragen om maatafwijkingen als gevolg van de transformatie van rest-austeniet te voorkomen.
Grote mallen kunnen in fasen worden afgekoeld (eerst aan de lucht tot 740-760 ℃ en vervolgens in olie) om thermische spanning en vervorming te verminderen.

Kunststof matrijsstaal: met de nadruk op verwerkbaarheid, polijstbaarheid en corrosiebestendigheid.

De werktemperatuur ligt doorgaans onder de 200 ℃, en de belangrijkste oorzaken van defecten zijn slijtage, corrosie en krassen op het oppervlak. Het materiaal moet gemakkelijk te bewerken, gemakkelijk te polijsten en corrosiebestendig zijn.

Procespad voor warmtebehandeling

Voorgehard staal:
Het materiaal is in de fabriek gehard en getemperd (harden + temperen op hoge temperatuur), met een hardheid van 32-38 HRC, en kan direct worden verwerkt om vervorming tijdens latere warmtebehandelingen te voorkomen.
Verkoolde staal:
De carboneringstemperatuur bedraagt ​​900-920 ℃, de dikte van de carboneringslaag is 0,8-1,5 mm, gevolgd door afschrikken en temperen bij lage temperatuur, en de oppervlaktehardheid bereikt 58-64 HRC.
Corrosiebestendig staal:
Door middel van een oplossingsbehandeling en verouderingsbehandeling (oplossingsbehandeling bij 1020-1080 ℃, veroudering bij 420-480 ℃) wordt een hardheid van 40-44 HRC verkregen, wat een combinatie van sterkte en corrosiebestendigheid oplevert.

Kernpunten van procesoptimalisatie

Voor precisievormen wordt een vacuümwarmtebehandeling aanbevolen. Dit resulteert in een glad en oxidatievrij oppervlak dat geschikt is voor spiegelpolijsten.
Staalsoorten die gemakkelijk te bewerken elementen zoals zwavel en calcium bevatten, kunnen in gegloeide toestand uitstekende snijprestaties leveren en zijn geschikt voor matrijzen met een hoge oppervlaktekwaliteit.

Algemene procesbeheersingsprincipes

Ongeacht het type matrijsstaal moeten de volgende belangrijke punten strikt in de gaten worden gehouden:

Gelijkmatige verwarming:Grote modules moeten vóór het bereiken van de austenitiseringstemperatuur worden voorverwarmd tot 600-650 ℃ om scheurvorming te voorkomen.
Keuze van de koelmethode:
Gaskoeling is geschikt voor vervormingsgevoelige onderdelen (zoals hogedrukgaskoeling bij 0,6 MPa);
Oliekoeling is geschikt voor werkstukken met een grote doorsnede, maar de afkoelsnelheid moet worden gecontroleerd om vervorming te voorkomen.
Geschiktheid van de temperering:De temperatuur tijdens het temperen moet hoger zijn dan de werkelijke werktemperatuur van de matrijs, en de tijd mag niet korter zijn dan 60 minuten om prestatievermindering tijdens gebruik te voorkomen.
Deformatiecontrole:Voor complexe structuren heeft isothermisch afkoelen of gefaseerd afkoelen de voorkeur, waarbij de vervorming binnen 0,05 mm nauwkeurig kan worden gecontroleerd.