Ako určiť optimálny proces tepelného spracovania pre formovacie materiály?

Stanovenie optimálneho procesu tepelného spracovania materiálov foriem si vyžaduje zameranie sa na tri hlavné ciele: vysokú tvrdosť a odolnosť voči opotrebovaniu, pevnosť pri vysokých teplotách a odolnosť voči únave a spracovateľnosť a odolnosť voči korózii.

Oceľ na tvárnenie za studena: s vysokou tvrdosťou a vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu ako jadro

Vhodné na tvárnenie kovov pri izbovej teplote, ako je dierovanie, lisovanie za studena, pretláčanie za studena atď., ktoré vyžadujú materiály s extrémne vysokou tvrdosťou (58-64 HRC) a odolnosťou voči odštiepeniu.

Procesná dráha tepelného spracovania

Príprava tepelným spracovaním:
Použitie izotermického sferoidizačného žíhania (ohrievanie na 840 – 870 ℃, izotermické žíhanie na 700 – 760 ℃ počas 4 – 6 hodín) na rovnomerné rozloženie karbidov, zníženie tvrdosti na ≤ 220 HBS a zlepšenie rezného výkonu.
Konečné tepelné spracovanie:
Kalenie:Zahrejte na 980 – 1040 ℃, podržte počas zohrievania a potom ochladte v oleji alebo plynovom kalení, aby sa dosiahla martenzitická štruktúra.
Nízkoteplotné popúšťanie:Popúšťajte 1-2 krát pri teplote 150-250 ℃, aby ste eliminovali napätie a udržali vysokú tvrdosť, čím sa zabráni poklesu tvrdosti spôsobenému popúšťaním pri stredne vysokých teplotách.

Kľúčové body optimalizácie procesov

Pri oceli s vysokým obsahom uhlíka a chrómu (ako napríklad typ Cr12) sa na zlepšenie húževnatosti a zabránenie krehkému praskaniu môže použiť proces kalenia pri nízkej teplote a nízkeho zotavenia (kalenie 1050 – 1080 ℃, popúšťanie 180 – 220 ℃).
Pre zložité formy sa odporúča vákuové tepelné spracovanie na zníženie oxidácie a oduhličenia a deformácia sa môže znížiť o 30 % až 40 %.

Oceľ na výrobu foriem za tepla: zameranie na pevnosť pri vysokých teplotách a odolnosť voči tepelnej únave

Používa sa na vysokoteplotné procesy tvárnenia, ako je kovanie za tepla a tlakové liatie, pričom povrchová teplota formy môže dosiahnuť viac ako 500 ℃ a musí mať dobrú tvrdosť za červenej farby, tepelnú vodivosť a odolnosť voči tepelnému praskaniu.

Procesná dráha tepelného spracovania

Príprava tepelným spracovaním:
Po kovaní je potrebné pomalé chladenie a žíhanie (napríklad chladenie v peci po izolácii na 870 ℃), aby sa eliminovalo kovacie napätie a zlepšila sa rovnomernosť tkaniva.
Konečné tepelné spracovanie:
Kalenie:Zahrejte na 1020-1050 ℃, chladte olejom alebo kalte plynom, aby sa zabezpečilo úplné vytvrdnutie jadra.
Vysokoteplotné popúšťanie:2-3 cykly popúšťania pri teplote 500-620 ℃, s využitím efektu sekundárneho kalenia na zvýšenie tvrdosti na 48-52 HRC a zabránenie krehkým zónam popúšťania.

Kľúčové body optimalizácie procesov

Počet popúšťaní nesmie byť menší ako dvakrát, aby sa zabránilo zmenám veľkosti spôsobeným zvyškovou austenitickou transformáciou.
Veľké formy je možné kaliť postupne (najprv ochladiť vzduchom na 740 – 760 ℃ a potom ochladiť olejom), aby sa znížilo tepelné namáhanie a deformácia.

Oceľ na plastové formy: dôraz na spracovateľnosť, leštiteľnosť a odolnosť proti korózii

Pracovná teplota je zvyčajne pod 200 ℃ a hlavnými poruchami sú opotrebovanie, korózia a povrchové škrabance. Materiál musí byť ľahko spracovateľný, ľahko leštiteľný a odolný voči korózii.

Procesná dráha tepelného spracovania

Predkalená oceľ:
Továreň prešla kalením a popúšťaním (kalenie + vysokoteplotné popúšťanie) s tvrdosťou 32-38 HRC a môže byť priamo spracovaná, aby sa zabránilo deformácii počas následného tepelného spracovania.
Karbónovaná oceľ:
Teplota cementácie je 900-920 ℃, hĺbka cementačnej vrstvy je 0,8-1,5 mm, po ktorej nasleduje kalenie a popúšťanie pri nízkej teplote a povrchová tvrdosť dosahuje 58-64 HRC.
Oceľ odolná voči korózii:
Použitím tuhého roztoku a úpravou starnutím (tuhý roztok pri 1020 – 1080 ℃, starnutie pri 420 – 480 ℃) sa dosiahne tvrdosť 40 – 44 HRC, ktorá kombinuje pevnosť a odolnosť voči korózii.

Kľúčové body optimalizácie procesov

Presné formy sa odporúčajú podrobiť vákuovému tepelnému spracovaniu, výsledkom čoho je hladký a oxidačne neoxidovaný povrch, ktorý je vhodný na leštenie do zrkadlového lesku.
Ocele obsahujúce ľahko obrábateľné prvky, ako je síra a vápnik, dokážu dosiahnuť vynikajúci rezný výkon v žíhanom stave a sú vhodné pre formy s vysokou kvalitou povrchu.

Všeobecné zásady riadenia procesov

Bez ohľadu na typ ocele na formovanie je potrebné prísne kontrolovať nasledujúce kľúčové body:

Rovnomernosť ohrevu:Veľké moduly by sa mali pred dosiahnutím austenitizačnej teploty predhriať na 600 – 650 ℃, aby sa predišlo praskaniu.
Výber spôsobu chladenia:
Chladenie plynom je vhodné pre diely citlivé na deformáciu (ako napríklad kalenie plynom pri vysokom tlaku 0,6 MPa);
Kalenie v oleji je vhodné pre obrobky s veľkým prierezom, ale rýchlosť chladenia je potrebné kontrolovať, aby sa zabránilo deformácii.
Primeranosť temperovania:Teplota popúšťania by mala byť vyššia ako skutočná pracovná teplota formy a čas by nemal byť kratší ako 60 minút, aby sa zabránilo zhoršeniu výkonu počas prevádzky.
Kontrola deformácie:Pre zložité štruktúry sa uprednostňuje izotermické kalenie alebo stupňovité kalenie a deformáciu je možné kontrolovať v rozmedzí 0,05 mm.