ثلاث عمليات معالجة حرارية جديدة ومحسنة لقوالب الصب ، عملية للغاية!

معدنالصب يموتخصائص كفاءة الإنتاج العالية ، وتوفير المواد الخام ، وخفض تكاليف الإنتاج ، والأداء الجيد للمنتج ، والدقة العالية ، ويستخدم على نطاق واسع في الإنتاج.

يتلامس سطح العمل لقوالب الصب مباشرة مع المعدن السائل ، ويتحمل التآكل والتسخين للضغط العالي والمعدن السائل المتدفق عالي السرعة. بعد أن يتم فك قطعة العمل ، يتم تبريدها بسرعة. لذلك ، فإن التكسير الناتج عن الإجهاد الحراري ، والتآكل الحراري ، والتآكل المصهور على الساخن هي أشكال فشل شائعة لقوالب الصب. لذلك ، يجب أن تتمتع قوالب الصب بالقوالب بمقاومة التعب الباردة والساخنة ، والقوة والمتانة في درجات الحرارة العالية ، ومقاومة تآكل المعادن السائلة ، ومقاومة الحرارة العالية ، والتوصيل الحراري العالي ، ومقاومة الأكسدة الجيدة ، والمتانة العالية ، ومقاومة التآكل.

مقدمة لعملية المعالجة الحرارية لقالب الصب

تعتبر المعالجة الحرارية خطوة مهمة في تحسين عمر خدمة قوالب الصب. يُظهر التحقيق أن فشل كسر القالب الناجم عن عملية المعالجة الحرارية غير الصحيحة أو التشغيل يمثل حوالي 60٪ من إجمالي عدد حالات الفشل. لذلك ، في إنتاج قوالب الصب ، من الضروري تنفيذ عملية المعالجة الحرارية الصحيحة.

1 ، مسار عملية التصنيع لقوالب الصب

1. قالب الصب العام

تزوير كروي التلدين الميكانيكي الخشن المعالجة بالتثبيت بالقطع الدقيقة وتشكيل التبريد والتلطيف.

2. قوالب الصب ذات الأشكال المعقدة ومتطلبات الدقة العالية

التلدين بالطرق الكروية (أو المعالجة بالتبريد والتلطيف) - المعالجة بالآلات الخشنة - التبريد والتلطيف - التشكيل الكهربائي أو التشكيل الدقيق - طحن المصلب - النيترة (أو الكربنة بالنيتروجين) - الطحن والتلميع.

2وعملية المعالجة الحرارية التقليدية لقوالب الصب

تُستخدم عملية المعالجة الحرارية على نطاق واسع في تصنيع قوالب الصب ، والتي يمكنها تحسين أداء أجزاء القوالب وإطالة عمر خدمة القوالب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمعالجة الحرارية أيضًا تحسين أداء معالجة قوالب الصب ، وتحسين جودة المعالجة ، وتقليل تآكل الأدوات. لذلك ، فهي تلعب دورًا مهمًا جدًا في تصنيع القوالب.

إن قوالب الصب بالقالب مصنوعة بشكل أساسي من الفولاذ ، والمعالجة الحرارية التقليدية في عملية التصنيع تشمل التلدين الكروي ، ومعالجة التثبيت ، والتبريد والتلطيف. من خلال عمليات المعالجة الحرارية هذه ، يتم تغيير البنية المجهرية للفولاذ للحصول على البنية المجهرية المطلوبة وخصائص قالب الصب بالقالب.

1. المعالجة المسبقة

يجب أن يخضع قالب الصب بالقالب المزور إلى تلدين كروي أو تبريد ومعالجة حرارية للتلطيف. من ناحية ، يمكن أن تقضي على الإجهاد وتقليل الصلابة ، وتسهيل معالجة القطع ، وفي نفس الوقت ، تحضير الهيكل للمعالجة الحرارية النهائية. بعد التلدين ، يمكن الحصول على بنية مجهرية موحدة وكربيدات مشتتة لتحسين قوة وصلابة فولاذ القالب. نظرًا للتأثير المتفوق للمعالجة بالتبريد والتلطيف على التلدين الكروي ، غالبًا ما تستخدم القوالب ذات المتطلبات العالية للقوة والمتانة التبريد والتلطيف بدلاً من التلدين الكروي.

2. علاج الاستقرار

بشكل عام ، تحتوي قوالب الصب بالقوالب على تجاويف معقدة ، والتي تولد ضغطًا داخليًا كبيرًا أثناء المعالجة الآلية الخشنة والتشوه أثناء التبريد. من أجل القضاء على الإجهاد ، يجب إجراء التلدين لتخفيف الضغط ، أو معالجة التثبيت ، بشكل عام بعد المعالجة الخشنة.

العملية كالتالي: درجة حرارة التسخين 650℃-680℃، العزل لمدة 2-4 ساعات ، ثم تبريد الهواء بعد تصريفه من الفرن. تتطلب قوالب الصب ذات الأشكال المعقدة تبريد الفرن إلى أقل من 400℃وتبريد الهواء بعد التفريغ. بعد إخماد القالب وتلطيفه ، ستنتج معالجة التفريغ الكهربائي طبقة متحولة على السطح المُشغل بالآلة ، والتي يمكن أن تسبب بسهولة تشققات قطع الأسلاك. لذلك ، يجب أيضًا إجراء التلدين عند انخفاض درجة الحرارة وتخفيف الضغط.

3. تسقية التسخين المسبق

الصلب المستخدم في قوالب الصب هو في الغالب من سبائك الصلب عالية. نظرًا لضعف التوصيل الحراري ، يجب إجراء عمليات التبريد والتسخين ببطء ، وغالبًا ما يتم اتخاذ تدابير التسخين المسبق. بالنسبة للقوالب ذات متطلبات مقاومة التشوه المنخفضة ، يمكن تقليل تردد التسخين المسبق بدون تكسير ، ولكن يجب تسخين القوالب ذات المتطلبات العالية لمقاومة التشوه عدة مرات. التسخين في درجات حرارة منخفضة (400℃-650℃) يتم إجراؤه بشكل عام في فرن الهواء ؛ للتسخين المسبق عند درجات حرارة أعلى ، يجب استخدام فرن حمام الملح ، ويجب حساب وقت التسخين المسبق عند 1 دقيقة / مم.

4. تسقية التسخين

بالنسبة لصلب القوالب النموذجي ، فإن درجة حرارة التبريد والتسخين المرتفعة مفيدة لتحسين الاستقرار الحراري ومقاومة التليين ، وتقليل الميل إلى التعب الحراري ، ولكنها يمكن أن تسبب نمو الحبوب وتكوين الكربيدات عند حدود الحبوب ، مما يؤدي إلى انخفاض المتانة واللدونة ، مما يؤدي إلى تكسير شديد. لذلك ، عندما تتطلب قوالب الصب بالقالب متانة عالية ، غالبًا ما يتم استخدام التبريد بدرجة حرارة منخفضة ، بينما عند الحاجة إلى قوة درجة حرارة عالية ، يتم استخدام التبريد بدرجة حرارة أعلى.

من أجل تحقيق أداء جيد في درجات الحرارة العالية ، تأكد من أنه يمكن إذابة الكربيدات بالكامل ، والحصول على الأوستينيت بتكوين موحد ، فإن وقت التبريد والعزل لقوالب الصب طويل نسبيًا. بشكل عام ، يُؤخذ معامل العزل على أنه 0.8-1.0 دقيقة / مم عند التسخين في فرن حمام الملح.

5. تبريد التبريد

لقوالب الصب ذات الأشكال البسيطة والمتطلبات المنخفضة لمنع التشوه ، يتم استخدام تبريد الزيت ؛ قوالب الصب ذات الأشكال المعقدة والمتطلبات العالية لمنع التشوه تستخدم التبريد المتدرج. من أجل منع التشوه والتشقق ، بغض النظر عن طريقة التبريد المستخدمة ، لا يُسمح لها بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة. بشكل عام ، يجب تبريده إلى 150℃-180℃، وخففت على الفور بعد النقع لفترة معينة. يمكن حساب وقت النقع على أنه 0.6 دقيقة / مم.

6. تلطيف

يجب أن يتم تلطيف قالب الصب بالكامل ، عادة ثلاث مرات. يتم تحديد درجة حرارة التقسية الأولى ضمن نطاق درجة حرارة التصلب الثاني ؛ يجب أن يضمن اختيار درجة الحرارة الثانية أن يصل القالب إلى الصلابة المطلوبة ؛ يجب أن يكون التخفيف الثالث أقل من التقسية الثانية عند l0℃-20℃. بعد التقسية ، يتم استخدام تبريد الزيت أو تبريد الهواء ، ويجب ألا يقل وقت التخفيف عن ساعتين.

3وعملية معالجة تقوية السطح لقوالب الصب

من الصعب تلبية التبريد الكلي التقليدي لمقاومة التآكل العالية للسطح ومتطلبات قوة المصفوفة والمتانة لقوالب الصب.

لا تؤدي معالجة تقوية السطح إلى تحسين مقاومة التآكل والخصائص الأخرى لسطح قوالب الصب بالقالب فحسب ، بل تحافظ أيضًا على قوة وصلابة كافية للمصفوفة ، مع منع المعدن المنصهر من الالتصاق والحفر. هذا فعال للغاية في تحسين الأداء الشامل لقوالب الصب ، وتوفير عناصر السبائك ، وتقليل التكاليف بشكل كبير ، والاستفادة الكاملة من إمكانات المواد ، واستخدام المواد الجديدة بشكل أفضل.

أظهرت ممارسات الإنتاج أن معالجة تقوية السطح هي إجراء مهم لتحسين جودة قوالب الصب وإطالة عمر خدمتها. تشمل عمليات معالجة تقوية السطح المستخدمة بشكل شائع في قوالب الصب القوالب الكربنة ، والنترة ، والكربنة بالنيتروجين ، والبورونة ، والكروم ، والألمنيوم.

1. الكربنة

يعتبر الكربنة حاليًا أكثر طرق المعالجة الحرارية الكيميائية استخدامًا في الصناعة الميكانيكية. ميزة العملية هي أن سبائك الصلب المنخفضة مع الكربون المتوسط ​​إلى المنخفض والعالي ، والصلب عالي السبيكة مع الكربون المتوسط ​​إلى العالي يتم تسخينه إلى 900℃-930℃في وسط نشط كربنة (عامل كربنة) ، مما يسمح لذرات الكربون باختراق الطبقة السطحية للقالب ، يليها التبريد والتلطيف بدرجة الحرارة المنخفضة ، مما ينتج عنه تركيبات وهياكل وخصائص مختلفة على سطح القالب ولبه.

يمكن تقسيم الكربنة إلى كربنة صلبة ، كربنة سائلة ، كربنة الغاز. في الآونة الأخيرة ، تطورت إلى كربنة الغلاف الجوي يمكن التحكم فيها ، كربنة الفراغ ، وكربنة أيون البنزين.

2. النيترة

تسمى عملية اختراق النيتروجين في سطح الفولاذ نيتريده الصلب. يمكن أن تمكن النيتروجين أجزاء القالب من تحقيق صلابة سطح أعلى ، ومقاومة التآكل ، وأداء التعب ، والصلابة الحمراء ، ومقاومة التآكل من الكربنة. بسبب انخفاض درجة حرارة النيترة (500-570℃) ، فإن تشوه أجزاء القالب بعد النيترة صغير نسبيًا.

تشتمل طرق النيتروجين على النيترة الصلبة ، والنترة السائلة ، والنترة الغازية. في الوقت الحاضر ، تُستخدم على نطاق واسع تقنيات جديدة مثل النيترة الأيونية ، والنترة الفراغية ، والنترة الإلكتروليتية ، والنترة عالية التردد ، والتي تقصر وقت النيترة ويمكنها الحصول على طبقات نيترة عالية الجودة.

3. النيتروكربنة

تسلل الكربون النيتروجين هو عملية تسلل الكربون النيتروجين منخفضة الحرارة (530℃-580℃) حيث يتم تسريب النيتروجين والكربون في وقت واحد إلى وسط يحتوي على ذرات الكربون النشط والنيتروجين ، والنيتروجين هو الطريقة الرئيسية. هشاشة طبقة النيترو كربنة صغيرة ، ووقت الكربنة المشترك أقصر بكثير من زمن النيترة. بعد عملية التفحيم بالنيتروكربنة ، يمكن تحسين أداء التعب الحراري لقوالب الصب بشكل كبير.

تتطلب ظروف العمل السيئة أن تتمتع قوالب الصب بخصائص ميكانيكية جيدة لدرجات الحرارة المرتفعة ، ومقاومة التعب الباردة والساخنة ، ومقاومة تآكل المعدن السائل ، ومقاومة الأكسدة ، وقابلية التصلب العالية ، ومقاومة التآكل. المعالجة الحرارية هي عملية التصنيع الرئيسية التي تحدد هذه الخصائص.

المعالجة الحرارية لقوالب الصب هي تغيير البنية المجهرية للفولاذ لتحقيق صلابة عالية ومقاومة للتآكل على سطح القالب ، بينما لا يزال القلب يتمتع بالقوة والمتانة الكافية ، مع منع المعدن المنصهر من الالتصاق والحفر بشكل فعال. يمكن أن يؤدي اختيار عمليات المعالجة الحرارية المناسبة إلى تقليل النفايات وتحسين عمر خدمة القالب بشكل كبير.