Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung von Warmarbeitsformen

Die Leistung der Form wird durch die Wärmebehandlungstechnologie beeinflusst, da die Zähigkeit des Formstahls durch Wärmebehandlung erhöht werden kann, sodass die Lebensdauer der Form erheblich verlängert wird. Die Arbeitsbedingungen von Warmarbeitswerkzeugen sind sehr hart und komplex, da sie alle in direktem Kontakt mit dem erhitzten Knüppel oder flüssigen Metall stehen müssen und während des gesamten Prozesses wiederholt erhitzt und gekühlt werden. Gleichzeitig gibt es auch die Wirkung der Stoßbelastung. Daher sind die Leistungsanforderungen an Heißformstahl äußerst streng, um die Verwendung von Heißformen zu erfüllen. Wir können die Leistungsindikatoren der Form durch Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlungstechnologie verbessern und dadurch die Verbesserung der Lebensdauer der Form fördern.

Was ist Wärmebehandlung?

Die Wärmebehandlung ist ein thermischer Metallverarbeitungsprozess. Es bezieht sich auf die Mittel zum Erhitzen, Wärmebewahren und Abkühlen von Materialien in einem festen Zustand, um die gewünschte Struktur und Eigenschaften zu erhalten.

Die Wärmebehandlung von Metallen ist einer der wichtigsten Prozesse im Maschinenbau. Im Vergleich zu anderen Verfahren verändert die Wärmebehandlung im Allgemeinen nicht die Form und die chemische Gesamtzusammensetzung des Werkstücks. Die Wärmebehandlung dient dazu, die Leistung des Werkstücks zu verleihen oder zu verbessern, indem die Mikrostruktur im Inneren des Werkstücks verändert oder die chemische Zusammensetzung der Werkstückoberfläche verändert wird. Die Wärmebehandlung soll die intrinsische Qualität des Werkstücks verbessern, und diese Veränderung ist im Allgemeinen mit bloßem Auge nicht sichtbar.

Warmarbeitsstahl

Warmarbeitsstahl wird zur Herstellung von Formen verwendet, die Metalle in erhitztem Zustand verformen, einschließlich Warmschmiedegesenke, Warmextrusionsgesenke, Druckgussmatrizen , und Hochgeschwindigkeitsschmiedegesenke .

Arbeitsbedingungen und Leistungsanforderungen von Warmarbeitsstahl

Das Heißarbeitswerkzeug trägt beim Arbeiten viel Aufprallkraft, der Werkzeughohlraum steht in Kontakt mit dem Hochtemperaturmetall und wird wiederholt erhitzt und gekühlt, und seine Verwendungsbedingungen sind hart. Um die Verwendungsanforderungen von Warmarbeitswerkzeugen zu erfüllen, sollte Warmarbeitswerkzeugstahl die folgenden Eigenschaften aufweisen:hohe Hochtemperaturfestigkeit und gute Zähigkeit. Hat eine gute Verschleißfestigkeit und eine hohe thermische Stabilität. Hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und eine hohe Härtbarkeit. Es hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine gute Umformprozessleistung.

Legierungsbehandlung

Der Massenanteil von Kohlenstoff in Warmarbeitsstahl wird im Allgemeinen zwischen (0,3 % und 0,6 %) C gehalten, um die erforderliche Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit zu erhalten. Wenn der Kohlenstoffgehalt zu hoch ist, nehmen die Zähigkeit und Wärmeleitfähigkeit ab, und wenn der Kohlenstoffgehalt zu niedrig ist, können Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit nur schwer garantiert werden.

Chrom verbessert die Härtbarkeit und Anlassstabilität. Die Koexistenz von Nickel und Chrom kann nicht nur die Härtbarkeit verbessern, sondern auch die umfassenden mechanischen Eigenschaften verbessern. Mangan erhöht die Härtbarkeit und Festigkeit, verringert jedoch die Zähigkeit. Molybdän, Wolfram, Vanadium usw. können eine sekundäre Härtung bewirken, die Rothärte, die Anlassstabilität, die Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und die Kornverfeinerung verbessern.

Wärmebehandlungsprozess

Der Wärmebehandlungsprozess umfasst im Allgemeinen drei Prozesse des Erhitzens, der Wärmeerhaltung und des Abkühlens und manchmal nur zwei Prozesse des Erhitzens und Abkühlens. Diese Prozesse sind miteinander verbunden und können nicht unterbrochen werden.

• Heizung

Das Erhitzen ist einer der wichtigsten Prozesse der Wärmebehandlung, und es gibt viele Erhitzungsmethoden. Die früheste Verwendung von Holzkohle und Kohle als Wärmequelle und die jüngste Anwendung von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen. Der Einsatz von Strom macht das Heizen einfach steuerbar und umweltschonend.

Wenn das Metall erhitzt wird, kommt es häufig zu Oxidation und Entkohlung, da das Werkstück der Luft ausgesetzt ist, was für die Oberflächeneigenschaften der Teile nach der Wärmebehandlung nicht förderlich ist. Daher sollte das Metall in einer kontrollierten Atmosphäre oder Schutzatmosphäre, in Salzschmelze und im Vakuum oder Schutzerwärmung mit Beschichtungen und Verpackungsmethoden erhitzt werden. Die Erwärmungstemperatur ist einer der wichtigen Prozessparameter des Wärmebehandlungsprozesses, und die Auswahl und Steuerung der Erwärmungstemperatur sind die Hauptpunkte, um die Qualität der Wärmebehandlung sicherzustellen.

• Hitzekonservierung

Die Erwärmungstemperatur variiert entsprechend dem Zweck der Wärmebehandlung und dem zu behandelnden Metallmaterial, wird jedoch im Allgemeinen über die Phasenübergangstemperatur erwärmt, um eine Hochtemperaturstruktur zu erhalten. Die Umwandlung dauert jedoch eine gewisse Zeit, so dass, wenn die Oberfläche des Metallwerkstücks die erforderliche Erwärmungstemperatur erreicht, es für eine bestimmte Zeitdauer auf dieser Temperatur gehalten werden muss, damit die Innen- und Außentemperatur konsistent sind und die Die Mikrostruktur wird vollständig umgewandelt. Dieser Zeitraum wird als Wärmeerhaltungszeit bezeichnet.

• Kühlung

Das Abkühlen ist auch ein unverzichtbarer Schritt im Wärmebehandlungsprozess. Das Kühlverfahren variiert mit verschiedenen Prozessen und steuert hauptsächlich die Kühlrate. Im Allgemeinen ist die Abkühlgeschwindigkeit beim Glühen am langsamsten, die Abkühlgeschwindigkeit beim Normalisieren schneller und die Abkühlgeschwindigkeit beim Abschrecken am schnellsten. Es gibt aber auch unterschiedliche Anforderungen durch unterschiedliche Stahlsorten.

Oberflächenbehandlungstechnologie von Gesenkstahl

Häufig verwendete Techniken zur Oberflächenverfestigung sind chemische Wärmebehandlung, Oberflächenverfestigung mit Hochenergiestrahlen und physikalische oder chemische Gasphasenabscheidung.

Gängige chemische Wärmebehandlungen sind Aufkohlen, Nitrieren, Borieren usw. Diese Oberflächenbehandlungsprozesse sind einige traditionelle Prozesse, die sich im Vergleich zu anderen Prozessen durch niedrige Kosten und hohe Zuverlässigkeit auszeichnen, und es gibt auch viele Optionen.

Die Eigenschaften der Hochenergiestrahl-Oberflächenverstärkungstechnologie sind eine schnelle Aufheizgeschwindigkeit, eine geringe Verformung des Werkstücks, kein Kühlmedium, eine gute Steuerbarkeit und eine einfach zu realisierende automatische Steuerung. Unter den Hochenergiestrahl-Oberflächenverstärkungstechnologien hat die Laseroberflächenmodifikation die meisten Forschungsanwendungen. Gegenwärtig nutzt die Forschung zur Laseroberflächenbehandlung hauptsächlich die Eigenschaften der guten Steuerbarkeit dieser Technologie und des geringen Einflusses auf das Substrat und kombiniert einige andere Technologien, um einige neue Prozessforschungen durchzuführen.

Dampfabscheidung wird in chemische Dampfabscheidung und physikalische Dampfabscheidung unterteilt. Diese Verfahren werden hauptsächlich verwendet, um eine keramische Beschichtung auf der Oberfläche der Form zu bilden, aber das größte Problem bei der Aufbringung der keramischen Beschichtung besteht darin, dass die Wärmeausdehnungsleistung der keramischen Beschichtung nicht mit der Formstahlmatrix übereinstimmt, was die frühes Rissversagen der Beschichtung. Daher ist das Plasmanitrieren vor der Keramikbeschichtung ein wirksames Verfahren zur Verbesserung der Bindungskraft zwischen der Keramikbeschichtung und dem Substrat und hat eine signifikante Auswirkung auf die Verlängerung der Lebensdauer des Warmarbeitswerkzeugs. Verschiedene Keramikbeschichtungen, ob einschichtig oder mehrschichtig oder kombiniert mit Nitrieren, verursachen jedoch unvermeidlich Unterschiede in der Wärmeausdehnungsleistung mit der Matrix, so dass sie die Wärmeermüdungsleistung der Form beeinflussen. Daher wird ein Verbundbeschichtungssystem benötigt. Das Verbundbeschichtungssystem kann die Oberfläche der Druckgussform mit den Funktionen Antischweißen, Antischmelzverlust, Antioxidation und Verschleißfestigkeit versehen. Das größte Merkmal dieses Beschichtungssystems besteht darin, die Wärmeübertragung auf die Form zu reduzieren, die Temperaturänderung der Form zu verlangsamen und die thermische Ermüdungsbeständigkeit des Formstahls zu verbessern.

JTR kann CNC-Bearbeitung anbieten , Stanzen, Druckguss, 3D-Druck, Spritzguss und andere Dienstleistungen. Wir verfügen über eine Vielzahl von Präzisions-CNC-Bearbeitungsgeräten und Prüfgeräten. Wir können unseren Kunden schnelle Prototypen- und Massenfertigungsdienste anbieten und begrüßen in- und ausländische Kunden, die sich jederzeit beraten lassen.