壓鑄模具鋼的熱處理工藝有哪些流程？

　　壓鑄模具鋼的工作面與液態金屬直接接觸，承受高壓高速流動的液態金屬的侵蝕和加熱，脫模后迅速冷卻。因此，熱疲勞開裂、熱磨損和熱熔侵蝕是壓鑄模具鋼常見的失效形式，因此要求壓鑄模具鋼具有耐冷熱疲勞、高溫強度和韌性、耐液態金屬侵蝕、高耐熱性、高導熱性和良好的抗氧化性

　　壓鑄模具鋼熱處理工藝介紹

　　一、壓鑄模具鋼的制造工藝

　　1.通用壓鑄模具

　　鍛造、球化退火、機械粗加工、穩定化處理、精整成形、淬火回火、鉗工裝配。

　　2.形狀復雜、精度要求高的壓鑄模

　　鍛造、球化退火(或調質)、粗加工、調質、電加工或精加工成型、鉗工研磨、滲氮(或氮碳共滲)、研磨拋光。

　　二、壓鑄模具鋼的常規熱處理工藝

　　熱處理技術廣泛應用于壓鑄模具鋼的制造，可以提高模具零件的使用性能，延長模具的使用壽命。此外，熱處理還可以提高壓鑄模具鋼的加工性能，提高加工質量，減少刀具磨損，因此在模具制造中起著非常重要的作用。

　　壓鑄模具鋼主要由鋼制成，其制造過程中的常規熱處理包括球化退火、穩定化處理、調質、調質。通過這些熱處理工藝，改變了鋼的顯微組織，使壓鑄模具鋼能夠獲得所需的顯微組織和性能。

　　1.預處理

　　壓鑄模具的模坯鍛造后，必須采用球化退火或調質熱處理。一方面可以消除應力，降低硬度，方便切割，同時為最終熱處理做好準備。退火后可獲得均勻的顯微組織和分散的碳化物，提高模具鋼的強度和韌性。由于調質效果優于球化退火，對于高強度和高韌性的模具，往往采用調質代替球化退火。

　　2.穩定處理

　　一般來說，壓鑄模的型腔比較復雜，粗加工時會產生較大的內應力，淬火時會產生變形。為了消除應力，一般需要在粗加工后進行去應力退火，即穩定化處理。

　　該工藝包括以下步驟:在650-680℃下加熱，保溫2-4小時，然后出料，空冷。形狀復雜的壓鑄模需要冷卻到400℃以下，然后出爐空冷。模具淬火回火后，電火花加工會在加工表面產生變質層，容易導致線切割裂紋，因此需要在較低溫度下進行應力消除退火。

　　3.淬火和預熱

　　大多數用于壓鑄模具的鋼都是高合金鋼。由于它們的導熱性差，淬火和加熱必須緩慢進行，并且經常采取預熱措施。對于抗變形要求低的模具，預熱次數可以少而不開裂，但抗變形要求高的模具必須預熱幾次。較低溫度(400℃-650℃)預熱一般在空氣爐中進行；鹽浴爐應在較高溫度下預熱，預熱時間仍按1分鐘/毫米計算。

　　4.淬火和加熱

　　對于典型的壓鑄模具用鋼，較高的淬火溫度有利于提高熱穩定性和抗軟化性，降低熱疲勞傾向，但會造成晶粒長大和晶界碳化物形成，降低韌性和塑性，導致嚴重開裂。因此，當壓鑄模具要求較高的韌性時，往往是低溫淬火，而當要求較高的高溫強度時，則是高溫淬火。

　　為了獲得良好的高溫性能，保證碳化物能夠充分溶解，獲得成分均勻的奧氏體，壓鑄模具的淬火保溫時間相對較長，鹽浴爐中的保溫系數一般為0.8-1.0 min/mm。

　　5.淬火和冷卻

　　壓鑄模具采用油冷，形狀簡單，抗變形要求低；但形狀復雜、抗變形要求高的壓鑄模是分階段淬火的。為了防止變形和開裂，無論采用什么冷卻方法，都不允許冷卻到室溫。一般應冷卻至150℃-180℃，浸泡一定時間后立即回火。浸泡時間可計算為0.6分鐘/毫米

　　6.回火

　　壓鑄模具必須充分回火，一般回火三次。第一回火溫度選擇在二次硬化的溫度范圍內；應選擇第二次回火溫度，使模具達到要求的硬度；第三次回火比第二次回火低10℃-20℃。回火后，應采用油冷或風冷，回火時間不得少于2小時。

　　三、壓鑄模具鋼的表面強化處理工藝

　　常規的普通淬火很難滿足壓鑄模具鋼高表面耐磨性和強韌性的要求。

　　表面強化處理不僅可以提高壓鑄模具鋼表面的耐磨性等性能，還可以保持足夠的基體強度和韌性，同時防止熔融金屬的粘附和腐蝕，對于提高壓鑄模具鋼的綜合性能，節約合金元素，大大降低成本，充分發揮材料的潛力，更好地利用新材料非常有效。

　　1.增碳劑

　　滲碳是機械工業中應用最廣泛的化學熱處理方法之一。該工藝的特點是:在滲碳活性介質(滲碳劑)中，將中低碳低合金模具鋼和中高碳高合金鋼加熱到900℃-930℃，使碳原子滲入模具表層，然后低溫淬火回火，使模具表層和型芯具有不同的成分、組織和性能。

　　滲碳分為固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳。近年來，可控氣氛滲碳、真空滲碳和苯離子滲碳得到了發展。

　　2.滲氮

　　氮滲入鋼表面的過程稱為鋼的滲氮。滲氮可以使模具零件獲得比滲碳更高的表面硬度、耐磨性、抗疲勞性、紅硬性和耐腐蝕性。由于滲氮溫度低(500-570℃)，滲氮后模具零件變形小。

　　滲氮方法有固體滲氮、液體滲氮和氣體滲氮。目前，離子滲氮、真空滲氮、電解催化滲氮和高頻滲氮等新技術得到廣泛應用，可以縮短滲氮時間，獲得高質量的滲氮層。

　　3.氮碳共滲

　　氮碳共滲是一種低溫氮碳共滲工藝(530℃-580℃)，將氮和碳滲透到含有活性炭和氮原子的介質中，以滲氮為主。氮碳共滲層脆化小，氮碳共滲時間比滲氮時間短得多。經過氮碳共滲后，壓鑄模具的熱疲勞性能得到顯著提高。

　　苛刻的工作條件要求壓鑄模具鋼具有良好的高溫力學性能、冷熱疲勞性能、抗液態金屬侵蝕性能、抗氧化性、高淬透性和耐磨性等。熱處理是決定這些性能的主要制造工藝。

　　壓鑄模具鋼的熱處理是改變鋼的結構，使模具表面獲得高硬度和耐磨性，同時型芯仍有足夠的強度和韌性，同時能有效防止熔融金屬粘模和侵蝕。選擇合適的熱處理工藝可以減少廢品，顯著提高模具的使用壽命。