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玻璃模具材料的热处理
  • 作者:admin
  • 发布时间:11-11-12 14:14
  • 点击数:13
  • 文章来源:东莞市锐鑫特殊钢材有限公司

铸铁材料的热处理
铸铁材料在冷却凝固过程中,由于铸件壁厚不均匀,各部位的冷却速度不同,以不同的时间通过由塑性到弹性变形的温度范围,使铸件各部分的收缩受到相互牵制。同时在冷却过程中因发生石墨化和相变而引起体积变化,使铸件内部产生铸造内应力。这些应力残留在铸件中随时间发生松弛和再分布,往往使铸件产生变形,破坏模具的尺寸精度。因此对于铸铁材料要进行热时效退火,以降低残余应力。铸铁的时效温度一般选择在550~700℃。温度过低,时效不彻底;温度过高,则模具的硬度下降较大。选择时效温度时,必须考虑铸铁的化学成分,主要是根据硅含量和合金元素含量而定。加热温度过高,可能发生部 部分渗碳体的分解,降低其强度和硬度。
普通的灰铸铁和球墨铸铁一般加热到550~600℃,在含硅与含碳低,特别是在含有合金元素的高质量铸铁中,这个温度在650℃以上。加热升温速度一般选在60~120℃/h,升温过快,可能引起模具开裂。保温时间一般在2~8h,使残余应力得到充分松弛。由于铸铁内部的残余应力主要是在铸铁的弹塑性温度区间(350~450℃)由不均匀冷却所造成的,铸铁模具时效后的冷却必须缓慢进行,冷却速度一般为30~60℃/h。
含有稀土元素的铸铁玻璃模具材料,其热处理工艺如下:760~780℃加热、保温8h,进行时效退火处理,加热速度为120℃/h,冷却速度为50℃/h,冷却至250℃后进行空冷。
球墨铸铁模具材料也可以进行正火处理,以提高其强度、硬度和耐磨性。其热处理规范为750~800℃加热、保温40~60min后空冷。正火后的模具需要进行回火处理以消除内应力。回火的规范为550~600℃、保温2~4h后空冷。

耐热不锈钢的热处理
玻璃模具一般采用铸造工艺制造。一般说来,高合金铸钢容易产生严重的枝晶偏析,所得组织极不均匀,同一铸件的各个部位往往有不同的组织结构,并残留很大的内应力。因此,铸钢的热处理加热温度一般要高于相同成分的锻钢件(高20℃左右),奥氏体化的保温时间也要适当延长。
玻璃模具用的马氏体耐蚀不锈钢包括1Cr13、3Cr13、4Cr13、4Cr13Ni等,这些合金钢中wCr=13%,淬透性较好,通常采用调质处理工艺:加热到1000~1050℃油冷或空冷,然后在600~800℃进行高温回火。为防止因淬火应力而导致模具开裂,淬火后应立即进行回火处理,调质得到的组织为索氏体和铁索体。Cr13铸钢在300~580℃会出现回火脆性,故应尽量避免在此温度区间进行回火。
铸造热作模具钢的热处理规范与同类型的锻钢相类似,一般采用预备热处理(退火)和最终热处理(淬火和回火),为消除铸造应力避免开裂,浇铸后应立即进行退火处理。铸造热作模具钢回火的目的是消除内应力和完成残余奥氏体的组织转变,回火一般需要进行2~4次,每次回火的保温时间不少于1.5h,且每次回火后必须冷却到20℃。

激光合金化热处理
激光合金化热处理是指以激光为热源,在模具表面涂覆上合金粉末,然后进行表面合金化的复合强化技术。为提高铸铁玻璃模具的使用寿命,www.hongchao-dg.cn有时需要对其进行激光合金化热处理。处理前,首先除去铸铁HT200上的铁锈,然后在模具表面涂上Ni-Cr-B-Si合金粉,合金成分为:wCr=0.11%~0.15%,wB=0.02%~0.03%,wSi=0.02%~0.03%,wC=0.003%~0.006%,wFe=0.17%,其余为Ni。合金粉末与模具的粘结剂为松香酒精溶液。激光合金化热处理时采用横流CO2连续波JG-2激光器,处理工艺为:输出功率1200~1400W,光斑直径3mm,扫描速度100~130mm/min,采用氮气保护。

热喷焊表面强化热处理
对模具进行表面强化处理,加高频感应加热淬火、金属堆焊、等离子喷涂、热喷焊等,是提高模具使用寿命的有效途径。采用热喷焊工艺进行表面强化,具有喷焊层组织致密、无孔、表面光滑、结合强度高、喷焊层厚度可根据实际要求在0.2~3mm调整等特点,适用于几乎所有的玻璃模具材料。这里着重介绍3Cr2W8V合金的热喷焊工艺。采用NiCr-12自熔合金粉末作为喷焊材料,其成分为:wC=0.15%,wCr=10%,wB=2.5%,wSi=35%,wFe<12%,其余为Ni。合金粉末的熔点为1070℃,线膨胀系数为14~16mm/(m·℃),喷焊层的硬度为42HRC,合金中的镍、铬、硼各元素之间形成金属间化合物Ni2B、Ni3B、CrB,均对喷焊层有明显的强化作用,高温下聚集长大的速度很慢,适合于800℃高温下长期工作,因此喷焊层具有高的抗高温氧化能力和耐磨性。
喷焊工艺包括:模具表面处理—预热—喷敷—重熔—冷却。
⑴、表面处理的目的是除掉模具表面的油污和铁锈。
⑵、预热:为使焊料在模具表面正常铺展,喷焊前需要将模具预热到200~250℃,对粉末也要加热到150℃进行烘干处理。预热时禁止使用氧化性火焰,预热温度也不宜过高,以免在模具表面产生新的氧化物。
⑶、喷敷:采用SYH-E型火焰喷枪,载粉气体为氧气,燃烧气体为乙炔,喷焊枪与模具表面的距离在150~200mm之间.喷敷层的厚度以0.2~0.5mm为宜,这样的厚度能保证喷敷层在重熔时能充分熔化,并与基体紧密结合
⑷、重熔:然后将喷敷层加热到合金粉末的熔点范围,即其固相线和液相线之间的温度区间内进行重熔处理。重熔时采用SPH-C专用重熔枪。每次重熔后应用洁净的钢丝刷对喷焊层表面进行清理,除去喷焊层表面的熔渣。

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