hőkezelési technikák öntőformákhoz útmutató

A hőkezelési technikákat széles körben alkalmazzák a présöntő formák gyártásában; ezek jelentősen javíthatják a préselemek mikroszerkezetét és teljesítményét, meghosszabbíthatják a forma élettartamát, javíthatják a megmunkálás minőségét és csökkenthetik a szerszám kopását.

A présöntő formákat általában ötvözött szerszámacélból készítik. A tipikus hőkezelési folyamatok közé tartozik a gömbösítéses lágyítás, a feszültségcsökkentés/stabilizálás, a hűtés (vagy hűtés és edzés) és többszöri edzés. A hőkezelések megfelelő kombinációjának kiválasztásával elérhető a szükséges szilárdság, szívósság és magas hőmérsékleti teljesítmény.

Előkezelés:

1. Cél: a kovácsolás vagy durva megmunkálás során keletkezett maradék feszültségek eltávolítása, a keménység csökkentése a könnyebb vágás érdekében, valamint egyenletes szerkezet előkészítése a későbbi edzéshez és temperáláshoz.
2. Módszerek és hatások: a gömbösítő hőkezelés egyenletes mikroszerkezetet eredményez finoman eloszlatott karbidokkal, ami javítja a szívósságot. A hűtés és temperálás (azaz hűtés, majd temperálás) gyakran kiváló szilárdság-szívósság egyensúlyt biztosít, ezért a nagy szívósságot igénylő szerszámok esetében a gömbösítés helyett általában hűtés utáni temperálást alkalmaznak.
3. Ajánlás: végezzen előkezelést a kovácsolt vagy durván megmunkált nyersdarabokon, és rögzítse a folyamat tételét a későbbi minőségi nyomonkövethetőség érdekében.

Stabilizáló kezelés:

1. Cél: a durva megmunkálás során keletkező belső feszültségek eltávolítása és a hűtés során fellépő torzulás és repedés kockázatának csökkentése. Ez különösen fontos a komplex alakú szerszámok esetében.
2. Jellemző folyamat: 650 °C-ra 680 °C-ra hevítse, 2-4 órán át tartsa, majd vegye ki a kemencéből és hagyja levegőn lehűlni. Komplex geometriájú szerszámok esetében a belső feszültségek további csökkentése érdekében a levegőn történő hűtés előtt kemencében hűtse 400 °C alá.
3. Különleges esetek: az EDM (elektromos kisüléses megmunkálás) által módosított felületeken újrafeltöltődött vagy sérült réteg alakulhat ki, és hajlamosak a huzalvágási repedésekre; alacsonyabb hőmérsékletű feszültségcsökkentő hevítést kell végrehajtani a helyi feszültségek eltávolítására.

Előmelegítés:

1. Ok: a présöntő szerszámok gyakran magas ötvözésű acélból készülnek, amelyek hővezető képessége gyenge; a gyors közvetlen hevítés nagy hőmérsékleti gradienseket okozhat, ami repedéseket vagy torzulásokat eredményezhet. Ezért fokozatos előmelegítésre van szükség.
2. Előmelegítési módszerek és hőmérsékletek: az alacsonyabb hőmérsékletű előmelegítés (400 °C és 650 °C között) dobozban vagy légkemencében végezhető. A magasabb hőmérsékletű előmelegítést jobb sófürdő kemencében végezni a hőegyenletesség javítása érdekében.
3. Előmelegítések száma és követelmények: az alacsony deformáció-szabályozási követelményekkel rendelkező öntőformáknál kevesebb előmelegítési szakaszra lehet szükség; szigorú deformáció-szabályozás esetén többfokozatú előmelegítést kell alkalmazni a hőmérsékleti gradiens feszültségek csökkentése érdekében. Az előmelegítési időre vonatkozó általános tapasztalati becslés 1 perc/mm (csak tájékoztató jellegű; ellenőrizze az anyag és az alkatrész vastagsága alapján).

Hűtés, hevítés és áztatás:

1. Cél: egyenletes összetételű ausztenit előállítása és a karbidok megfelelő oldása, ezáltal javítva a magas hőmérsékleti szilárdságot és a lágyulásnak való ellenállást.
2. Hőmérséklet kiválasztása: a hűtési hőmérsékletet az anyag számára megadott határok között kell kiválasztani. A magasabb hűtési hőmérsékletek elősegítik a hőstabilitást, de előidézhetik a szemcsék növekedését és csökkenthetik a szívósságot; a nagy szívósságot igénylő szerszámok általában viszonylag alacsonyabb hűtési hőmérsékleteket használnak.
3. Áztatási idő: a homogenizálás biztosítása érdekében a sófürdőben történő edzéshez általában viszonylag hosszú áztatási idő szükséges; a szokásos becslés 0,8 perc/mm – 1,0 perc/mm (referenciaérték; ellenőrizni kell).

Hűtés:

1. A hűtési módszer kiválasztása: az egyszerű alakú és alacsony deformációs érzékenységű szerszámok olajban edzhetők. A komplex alakú vagy magas torzulásgátló követelményekkel rendelkező szerszámokat jobb szakaszos (lépcsőzetes) edzéssel kezelni (a hűtést fokozatosan, lépcsőzetesen gyorsítva).
2. Kiegyenlítés temperálás előtt: a repedések és torzulások elkerülése érdekében, a hűtési módszertől függetlenül, ne hűtsön közvetlenül szobahőmérsékletre, hanem először 150 °C-ra vagy 180 °C-ra hűtse kiegyenlítés céljából. A kiegyenlítési idő becsülhető 0,6 perc/mm-re (referencia), majd azonnal folytassa a temperálással.
3. Megjegyzések: ellenőrizze a hűtési sebesség profilját, hogy elkerülje a felületi hűtés/mag melegség okozta hőfeszültség-koncentrációt. Fokozatos vagy lokalizált hűtés használata esetén gondoskodjon arról, hogy a deformáció ellenőrizhető legyen, és biztosítson korrekciós eljárásokat.

Edzés:

1. Szükségesség: a megfelelő temperálás eltávolítja a hűtésből származó maradék feszültségeket, és beállítja a keménységet és a szívósságot. A présöntvények általában alapos temperálást igényelnek, amelyet általában három temperálási lépésben végeznek.
2. Az első temperálás hőmérsékletét általában az anyag másodlagos edzés tartományában választják meg (a szerkezet stabilizálása érdekében).
3. A második temperálás hőmérsékletét a kívánt keménység elérése érdekében választják meg.
4. A harmadik temperálás hőmérséklete 10 °C-20 °C-kal alacsonyabb, mint a második temperálásé, és a maradék feszültségek eltávolítására és a szerkezet finomítására szolgál.
5. Temperálás hűtése: a temperálás után olajhűtés vagy léghűtés alkalmazható. Az egyciklusos temperálás tartási ideje nem lehet kevesebb 2 óránál (a pontos időt az alkatrész vastagsága és az anyag követelményei alapján kell meghatározni).