為了提高3Cr2W8V鋼制鋁合金壓鑄模使用壽命,對熱處理工藝進行了改進,取得了較好的效果。下面介紹三種改進工藝。
(1)低溫淬火高溫回火 對鍛件毛坯先進行調質處理:1100~1150℃加熱淬油,680~720℃回火,回火后硬度為28~32HRC。
采用較低的溫度淬火,奧氏體晶粒細化1級,沖擊韌度能提高19.6~39.2J/m2,而奧氏體晶粒由2級增至8級,疲勞強度提高15%~52%。奧氏體晶粒大小主要取決于鋼的成分、加熱前的原始組織、加熱工藝。3Cr2W8V鋼屬本質晶粒鋼。若加熱溫度超過950℃,合金碳化物能充分溶入到奧氏體中去,對奧氏體長大阻礙作用消失,隨著加熱溫度的升高,奧氏體晶粒會變得粗大。因此,原常規淬火工藝容易引起晶粒粗大,而采用較低的加熱溫度,保留部分未溶的碳化物,有助于阻止奧氏體晶粒長大,同時部分細目小的未溶碳化物存在于淬火組織中,可提高模具拉中擊韌度和強度。低溫加熱出爐后不直接淬油,而是先進入240℃硝鹽中等溫1h。最后再經650℃×2h高溫回火兩次。
經低淬高回熱處理后,硬度為43~48HRC,較常規處理模具壽命提高2~3倍。
(2)離子滲氮處理 為了提高壓鑄模的耐蝕性、耐磨性、抗熱疲勞性和抗粘附性能,可采用離子滲氮工藝。
離子滲氮滲層的硬度分布曲線比較平穩,不易產生剝落和熱疲勞。對于形狀復雜的壓鑄模,難以獲得均勻的加熱和均勻的滲層,因此不宜采用離子滲氮法。
離子滲氮前,模具的預備熱處理條件,對滲層質量和模具壽命影響極大。3Cr2W8V鋼壓鑄模在滲氮前的預備熱處理狀態,以淬火最好,調質次之,退火的效果最差。
經淬火或調質處理的壓鑄模,在離子滲氮后,可大幅度地提高脫模性和抗粘模能力。
離子滲氮溫度以450~520℃為宜,經6~9h處理后,滲氮層深度可達0.2~0.3mm。滲氮溫度過低,滲層太薄,溫度過高,則表層易出現疏松層和降低抗粘模能力。
離子滲氮層的厚度以0.2~0.3mm為宜。磨損掉的離子滲氮層,經修復和再次離子滲氮后,可重復投入試用,從而可極大地提高模具總的使用壽命。
(3)氮碳共滲 照相機機身壓鑄模,采用570℃×4h+600℃×2h兩段氣體氮碳共滲,在爐內冷卻到250℃,出爐后空冷或油冷,200℃×2h回火。照相機機身壓鑄模使用壽命由鹽浴氮碳共滲處理的3000件提高到25000件,且脫模順利,基本無變形。
3Cr2W8V鋼制鋁合金壓鑄模的熱處理工藝方法還有幾種,我們一定要具體情況具體分析,不同的壓鑄對象,熱處理工藝應有所差別。