siltumapstrādes metodes liešanas formām rokasgrāmata

Termiskās apstrādes metodes tiek plaši izmantotas liešanas formu ražošanā; tās var ievērojami uzlabot liešanas detaļu mikrostruktūru un veiktspēju, pagarināt formu kalpošanas laiku, uzlabot apstrādes kvalitāti un samazināt instrumentu nodilumu.

Lējumu veidņi parasti tiek izgatavoti no sakausējuma instrumentu tērauda. Tipiskas termiskās apstrādes secības ietver sfēroidizējošu atkaulošanu, sprieguma mazināšanu/stabilizēšanu, rūdīšanu (vai rūdīšanu un atlaidināšanu) un vairākas atlaidināšanas operācijas. Izvēloties atbilstošu termiskās apstrādes kombināciju, var panākt nepieciešamo izturību, stingrību un augstas temperatūras veiktspēju.

Priekšapstrāde:

1. Mērķis: noņemt atlikušās spriedzes no kalšanas vai rupjas apstrādes, samazināt cietību, lai atvieglotu griešanu, un sagatavot vienotu struktūru turpmākai rūdīšanai un atlaidināšanai.
2. Metodes un efekti: sfēroidizējoša atkaulošana rada vienotu mikrostruktūru ar smalki izkliedētiem karbīdiem, lai uzlabotu izturību. Rūdīšana un atlaidināšana (t. i., rūdīšana, kam seko atlaidināšana) bieži nodrošina labāku izturības un izturības līdzsvaru, tāpēc matricām, kurām nepieciešama augsta izturība, pēc rūdīšanas parasti izmanto atlaidināšanu, nevis sfēroidizēšanu.
3. Ieteikums: veikt priekšapstrādi kalumiem vai rupji apstrādātiem sagatavēm un reģistrēt procesa partiju, lai atvieglotu kvalitātes izsekojamību vēlāk.

Stabilizācijas apstrāde:

1. Mērķis: noņemt iekšējās spriedzes, kas radušās rupjās apstrādes laikā, un samazināt deformācijas un plaisāšanu risku rūdīšanas laikā. Tas ir īpaši svarīgi formām ar sarežģītu formu.
2. Tipisks process: uzkarsē līdz 650 °C līdz 680 °C, tur 2 līdz 4 stundas, pēc tam izņem no krāsns un atdzesē gaisā. Formām ar sarežģītu ģeometriju pirms atdzesēšanas gaisā atdzesē krāsnī līdz temperatūrai zem 400 °C, lai vēl vairāk samazinātu iekšējās spriedzes.
3. Īpaši gadījumi: virsmas, kas modificētas ar EDM (elektrisko izlādes apstrādi), var veidoties pārkausēts vai bojāts slānis, un tās ir pakļautas vadu griešanas plīsumiem; lai novērstu lokālas spriedzes, jāveic zemākas temperatūras spriedzes noņemšanas atkausēšana.

Dzesēšanas priekšsildīšana:

1. Iemesls: liešanas veidņi bieži vien ir izgatavoti no augsti leģētiem tēraudiem ar sliktu siltuma vadītspēju; ātra tieša uzkarsēšana var radīt lielus temperatūras gradientus, izraisot plīsumus vai deformācijas. Tāpēc ir nepieciešama pakāpeniska priekšsildīšana.
2. Priekšsildīšanas metodes un temperatūras: zemākas temperatūras priekšsildīšanu (400 °C līdz 650 °C) var veikt kastē vai gaisa krāsnī. Augstākas temperatūras priekšsildīšanu labāk veikt sāls vannas krāsnī, lai uzlabotu siltuma vienmērīgumu.
3. Priekšsildīšanas reižu skaits un prasības: veidņiem ar zemām deformācijas kontroles prasībām var izmantot mazāk priekšsildīšanas posmu; stingrai deformācijas kontrolei jāizmanto vairāki priekšsildīšanas posmi, lai samazinātu termiskā gradienta spriedzi. Parastais empīriskais priekšsildīšanas laika aprēķins ir 1 min/mm (tikai atsaucei; pārbaudiet, pamatojoties uz materiāla un detaļas biezumu).

Rūdīšanas karsēšana un mērcēšana:

1. Mērķis: iegūt austenītu ar vienmērīgu sastāvu un pietiekami izšķīdināt karbīdus, tādējādi uzlabojot izturību augstā temperatūrā un pretestību mīkstināšanai.
2. Temperatūras izvēle: rūdīšanas temperatūra jāizvēlas materiālam noteiktās robežās. Augstāka rūdīšanas temperatūra veicina termisko stabilitāti, bet var veicināt graudu augšanu un samazināt izturību; matričām, kam nepieciešama augsta izturība, parasti izmanto salīdzinoši zemāku rūdīšanas temperatūru.
3. Mērcēšanas laiks: lai nodrošinātu homogenizāciju, rūdīšanas sildīšanai sāls vannā parasti nepieciešama salīdzinoši ilga mērcēšana; parasti tiek lēsts, ka tas ir 0,8 min/mm līdz 1,0 min/mm (atsauces vērtība; jāpārbauda).

Rūdīšanas dzesēšana:

1. Dzesēšanas metodes izvēle: vienkāršas formas un ar zemu deformācijas jutību presformas var dzesēt eļļā. Presformas ar sarežģītu formu vai augstām pretdeformācijas prasībām ir labāk apstrādāt ar pakāpenisku (pakāpju) dzesēšanu (pakāpeniski paātrinot dzesēšanu ar pakāpeniskām pārejām).
2. Izlīdzināšana pirms atlaidināšanas: lai novērstu plaisāšanu un deformāciju, neatkarīgi no dzesēšanas metodes, nedzesējiet tieši līdz istabas temperatūrai; tā vietā vispirms dzesējiet līdz 150 °C līdz 180 °C, lai izlīdzinātu. Izlīdzināšanas laiku var aprēķināt 0,6 min/mm (atsauce), pēc tam nekavējoties turpiniet atlaidināšanu.
3. Piezīmes: kontrolējiet dzesēšanas ātruma profilu, lai izvairītos no virsmas atdzesēšanas/kodola uzkarsēšanas termiskā sprieguma koncentrācijas. Lietojot pakāpenisku vai lokalizētu dzesēšanu, nodrošiniet, ka deformācija ir kontrolējama, un veiciet korektīvus pasākumus.

Atlaidināšana:

1. Nepieciešamība: pietiekama atlaidināšana noņem rūdīšanas atlikušās spriedzes un pielāgo cietību un izturību. Lietošanas presēšanas veidņiem parasti nepieciešama rūpīga atlaidināšana, ko parasti veic trīs posmos.
2. Pirmā atlaidināšanas temperatūra parasti tiek izvēlēta materiāla sekundārās sacietēšanas diapazonā (lai stabilizētu struktūru).
3. Otrais atlaidināšanas posms tiek izvēlēts, lai sasniegtu nepieciešamo cietību.
4. Trešā atlaidināšanas temperatūra ir par 10 °C līdz 20 °C zemāka nekā otrajā atlaidināšanā un tiek izmantota, lai novērstu atlikušās spriedzes un uzlabotu struktūru.
5. Rūdīšanas dzesēšana: pēc rūdīšanas var izmantot eļļas dzesēšanu vai gaisa dzesēšanu. Viena cikla rūdīšanas turēšanas laiks nedrīkst būt mazāks par 2 stundām (precīzo laiku nosaka, pamatojoties uz detaļas biezumu un materiāla prasībām).