Термообработка и обработка поверхности штампа для горячей штамповки

На производительность пресс-формы будет влиять технология термообработки, потому что ударная вязкость стали пресс-формы может быть увеличена путем термообработки, так что срок службы пресс-формы будет значительно увеличен. Условия работы штампов горячей обработки очень жесткие и сложные, так как все они должны находиться в непосредственном контакте с нагретой заготовкой или жидким металлом, многократно нагреваться и охлаждаться в течение всего процесса. В то же время имеет место и воздействие ударной нагрузки. Таким образом, требования к производительности горячекатаной стали чрезвычайно строги, чтобы соответствовать использованию горячекатаных форм. Мы можем улучшить эксплуатационные показатели пресс-формы за счет термообработки и технологии обработки поверхности, тем самым способствуя увеличению срока службы пресс-формы.

Что такое термообработка?

Термическая обработка – это процесс термической обработки металла. Это относится к средствам нагрева, сохранения тепла и охлаждения материалов в твердом состоянии для получения желаемой структуры и свойств.

Термическая обработка металлов является одним из важных процессов в машиностроении. По сравнению с другими процессами термическая обработка обычно не изменяет форму и общий химический состав заготовки. Термическая обработка заключается в придании или улучшении характеристик заготовки путем изменения микроструктуры внутри заготовки или изменения химического состава поверхности заготовки. Термическая обработка предназначена для улучшения внутреннего качества заготовки, и это изменение, как правило, не видно невооруженным глазом.

Стальная штамповка для горячей обработки

Штамповая сталь для горячей обработки используется для изготовления форм, деформирующих металлы в нагретом состоянии, в том числе штампов для горячей штамповки, штампов для горячей экструзии, штампов для литья под давлением. и штампы для высокоскоростной штамповки .

Рабочие условия и требования к производительности штамповой стали для горячей обработки

Штамп для горячей обработки будет выдерживать большую ударную силу при работе, полость штампа находится в контакте с высокотемпературным металлом, и он будет неоднократно нагреваться и охлаждаться, а условия его использования суровые. Чтобы соответствовать требованиям к использованию штампов для горячей штамповки, сталь для штампов для горячей штамповки должна иметь следующие характеристики:высокая жаропрочность и хорошая ударная вязкость. Обладает хорошей износостойкостью и высокой термической стабильностью. Обладает отличной стойкостью к термической усталости и высокой прокаливаемостью. Обладает хорошей теплопроводностью и хорошими характеристиками процесса формования.

Легирующая обработка

Массовая доля углерода в штамповой стали для горячей обработки обычно поддерживается в пределах (0,3–0,6%) C для получения требуемой прочности, твердости, износостойкости и ударной вязкости. Если содержание углерода слишком высокое, ударная вязкость и теплопроводность уменьшатся, а если содержание углерода слишком низкое, трудно гарантировать прочность, твердость и износостойкость.

Хром улучшает прокаливаемость и стабильность при отпуске. Сосуществование никеля и хрома может не только улучшить прокаливаемость, но и улучшить комплексные механические свойства. Марганец повышает прокаливаемость и прочность, но снижает ударную вязкость. Молибден, вольфрам, ванадий и т. д. могут вызывать вторичную закалку, улучшать твердость до красного цвета, стабильность при отпуске, сопротивление термической усталости и измельчение зерна.

Процесс термической обработки

Процесс термообработки обычно включает три процесса нагрева, сохранения тепла и охлаждения, а иногда только два процесса нагрева и охлаждения. Эти процессы связаны и не могут быть прерваны.

• Отопление

Нагревание является одним из важных процессов термической обработки, и существует множество методов нагревания. Самое раннее использование древесного угля и угля в качестве источника тепла и недавнее применение жидкого и газового топлива. Применение электричества позволяет легко контролировать отопление и не загрязняет окружающую среду.

При нагреве металла из-за того, что заготовка подвергается воздействию воздуха, часто происходит окисление и обезуглероживание, что не способствует свойствам поверхности деталей после термической обработки. Поэтому металл следует нагревать в контролируемой атмосфере или в защитной атмосфере, в солевом расплаве и в вакууме, или в защитном нагреве с покрытиями и методами упаковки. Температура нагрева является одним из важных технологических параметров процесса термообработки, а выбор и контроль температуры нагрева являются основными вопросами обеспечения качества термообработки.

• Сохранение тепла

Температура нагрева варьируется в зависимости от цели термической обработки и обрабатываемого металлического материала, но обычно ее нагревают выше температуры фазового перехода для получения высокотемпературной структуры. Однако преобразование занимает определенное время, поэтому, когда поверхность металлической заготовки достигает требуемой температуры нагрева, ее необходимо поддерживать при этой температуре в течение определенного периода времени, чтобы внутренняя и внешняя температуры были постоянными и микроструктура полностью трансформируется. Этот период времени называется временем сохранения тепла.

• Охлаждение

Охлаждение также является обязательным этапом в процессе термообработки. Метод охлаждения варьируется в зависимости от различных процессов, в основном контролируя скорость охлаждения. Как правило, скорость охлаждения при отжиге самая низкая, скорость охлаждения при нормализации выше, а скорость охлаждения при закалке самая высокая. Но есть и разные требования из-за разных марок стали.

Технология обработки поверхности штамповой стали

Обычно используемыми методами упрочнения поверхности являются химико-термическая обработка, упрочнение поверхности высокоэнергетическим пучком и физическое или химическое осаждение из паровой фазы.

Обычными химическими термообработками являются науглероживание, азотирование, борирование и т. д. Эти процессы обработки поверхности являются некоторыми традиционными процессами, которые имеют характеристики низкой стоимости и высокой надежности по сравнению с другими процессами, а также существует множество вариантов.

Характеристики технологии упрочнения поверхности высокоэнергетическим лучом:высокая скорость нагрева, небольшая деформация заготовки, отсутствие охлаждающей среды, хорошая управляемость и простота реализации автоматического управления. Среди технологий упрочнения поверхности высокоэнергетическим пучком лазерная модификация поверхности имеет наибольшее применение в исследованиях. В настоящее время исследования лазерной обработки поверхности в основном используют характеристики хорошей управляемости этой технологии и незначительного влияния на подложку, а также объединяют некоторые другие технологии для проведения некоторых новых исследований процесса.

Осаждание из паровой фазы подразделяется на химическое осаждение из паровой фазы и физическое осаждение из паровой фазы. Эти методы в основном используются для формирования керамического покрытия на поверхности формы, но самая большая проблема с нанесением керамического покрытия заключается в том, что характеристики теплового расширения керамического покрытия не соответствуют стальной матрице формы, что приведет к преждевременное растрескивание покрытия. Следовательно, плазменное азотирование перед нанесением керамического покрытия является эффективным методом улучшения силы сцепления между керамическим покрытием и подложкой и оказывает значительное влияние на увеличение срока службы штампа для горячей обработки. Однако различные керамические покрытия, будь то однослойные или многослойные или в сочетании с азотированием, неизбежно вызывают различия в характеристиках теплового расширения с матрицей, поэтому это влияет на характеристики термической усталости формы. Следовательно, необходима композитная система покрытия. Система композитного покрытия может придать поверхности формы для литья под давлением функции защиты от сварки, потери при плавлении, защиты от окисления и износостойкости. Самая большая особенность этой системы покрытия заключается в уменьшении передачи тепла в форму, замедлении изменения температуры формы и улучшении сопротивления термической усталости стали формы.

JTR может предоставить обработку с ЧПУ , штамповка, литье под давлением, 3D-печать, литье под давлением и другие услуги. У нас есть различное прецизионное обрабатывающее оборудование с ЧПУ и испытательное оборудование. Мы можем предоставить клиентам услуги по быстрому прототипированию и массовому производству, и мы приглашаем отечественных и зарубежных клиентов проконсультироваться в любое время.