專利名稱：大型壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚砉に嚨闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚砉に?，特別是涉及大型、復(fù)雜、高 壽命壓鑄模具真空熱處理工藝。
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱殼體、離合器殼體等壓鑄模具單塊往往尺寸大(外形 尺寸超過900mm，重量超過1000公斤)、型腔復(fù)雜(抽芯機(jī)構(gòu)多，厚薄不均勻)、壁厚超過 300mm。采用傳統(tǒng)的快速冷卻，容易導(dǎo)致模具變形、甚至開裂；國(guó)內(nèi)外很多熱處理同行大都采 用爐溫控制加熱，采用冷卻壓力小于6Bar的分級(jí)淬火的熱處理工藝，雖然變形量得到了有 效的改善，卻導(dǎo)致了模具性能的下降，使得模具壽命達(dá)不到要求。專利號(hào)為200710037795. 3 的大型壓鑄模具微變形真空熱處理工藝是單純的采用爐溫來控制加熱的；冷卻壓力不大于 4Bar，通過同時(shí)降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷卻壓力來實(shí)現(xiàn)等溫，等溫時(shí)間為20 30分鐘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種大型壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚砉に嚕浣鉀Q了快速冷 卻開裂和慢速冷卻性能下降的矛盾，其既能降低開裂風(fēng)險(xiǎn)，又不損傷壓鑄模具性能的熱處 理工藝；其在模具心部和表層插入熱電偶，通過爐溫電偶、模具心部電偶和模具表面電偶來 控制壓鑄模具的加熱和冷卻速度。在先共析鐵素體、先共析碳化物區(qū)間，以大于9Bar的冷 卻壓力快速冷卻，避開先共析鐵素體、先共析碳化物的析出；在粗大貝氏體未形成前，通過 降低冷卻壓力，關(guān)閉冷卻風(fēng)扇，開啟對(duì)流風(fēng)扇等來實(shí)現(xiàn)等溫淬火處理，使得模具心部和表面 溫度梯度降低。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的大型壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚砉に嚕涮卣?在于在模具心部和表層插入熱電偶，通過爐溫電偶、模具心部電偶和模具表面電偶來控制 壓鑄模具的加熱和冷卻速度；其具體的工藝過程如下(1)、加熱a)以每小時(shí)150 200°C的速度升爐溫(Tf)至550 625°C，等待心部溫度(Tc) 到達(dá)Tf溫度后，保溫15分鐘；b)以每小時(shí)100 150°C的速度升爐溫(Tf)至825 875°C，等待表面溫度(Ts) 到達(dá)Tf后，保溫15分鐘；c)之后20分鐘內(nèi)，將爐溫(Tf)升到奧氏體化溫度，等待到心部溫度(Tc)到達(dá)奧 氏體化溫度后(Ta)，保溫30分鐘；(2)、冷卻a)不低于9Bar的冷卻壓力下，開啟冷卻風(fēng)扇，當(dāng)模具表面溫度(Ts)淬到427°C 時(shí)，將冷卻壓力降到2Bar，停止冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，打開對(duì)流風(fēng)扇，開始等溫處理；b)當(dāng)心部溫度(Tc)和表面溫度(Ts)的溫差為90°C時(shí)，或者當(dāng)?shù)葴貢r(shí)間達(dá)到10 分鐘時(shí)，停止對(duì)流風(fēng)扇，結(jié)束等溫處理；
c)等溫處理結(jié)束后，將冷卻壓力升高到6. OBar以上，啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)。d)當(dāng)心部溫度(Tc)冷卻到93°C時(shí)，出爐空冷。本發(fā)明的積極效果是通過爐溫電偶、模具心部溫度電偶和模具表面電偶來共同控 制；在先共析鐵素體、先共析碳化物區(qū)間，以大于9Bar的冷卻壓力快速冷卻；在粗大貝氏體 的析出以上溫度，通過把冷卻壓力降低到2Bar ，停止風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)對(duì)流風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)等溫， 等溫時(shí)間不超過10分鐘；等溫結(jié)束后，再將氮?dú)鈮毫Τ涞?Bar以上，關(guān)閉對(duì)流風(fēng)扇，重新 啟動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)快速冷卻；從而獲得最理想的組織性能和最小的變形；其工藝科學(xué)合 理，能保證大型壓鑄模具的使用壽命，有顯著的技術(shù)進(jìn)步，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)前景是很可觀 的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述實(shí)施例1大型離合器殼體壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚碓摯笮碗x合器殼體壓鑄模具外形尺寸為940X920X310，真空熱處理重量為1256 公斤，模具單邊留精加工余量2mm，熱處理后要求硬度HRC44 46。該模具選用進(jìn)口真空熱處理爐進(jìn)行，爐子有效尺寸為 1000_X IOOOmmX 1500mm，額定熱處理重量為1500公斤。裝爐時(shí)在模具背部鉆一個(gè) Φ2. 2X16孔用于插熱電偶，該點(diǎn)溫度為模具的表面溫度，記為Ts。將熱電偶插入模具的通 水管道的正中央，兩端用石棉堵塞住，保證熱電偶端頭與模具水管內(nèi)壁接觸，該點(diǎn)溫度為模 具的心部溫度，記為Tc。熱處理爐子溫度記為Tf。熱處理工藝如下所示一、去應(yīng)力1,3.5小時(shí)升爐溫(Tf)到648°C，當(dāng)模具心部溫度(Tc)達(dá)到648°C后，保溫1小 時(shí)；2. 5小時(shí)降模具心部溫度(Tc)到4270C ；2、出爐，在靜止空氣中將心部溫度(Tc)冷卻到65°C以下。二、奧氏體化a)以3. 5小時(shí)升爐溫至625°C，等待心部溫度(Tc)到達(dá)此溫度后，保溫15分鐘。；b)用105分鐘將爐溫升到875°C，等待表面溫度(Ts)到達(dá)此溫度后，保溫15分鐘。c)用18分鐘將爐溫(Tf)升到1015°C，等待到心部溫度(Tc)到達(dá)此溫度后，保溫 30分鐘。三、等溫淬火a)在9Bar下，將表面溫度(Ts)淬到427°C，再降壓到2Bar，開對(duì)流風(fēng)扇，停止冷卻 風(fēng)機(jī)，b)大約4. 5分鐘后，模具心部溫度(Tc)和表面溫度(Ts)溫差為90°C時(shí)，等溫結(jié) 束。升壓至6. 5Bar，停對(duì)流風(fēng)扇，啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)。當(dāng)心部溫度(Tc)淬到93°C時(shí)，出爐。c)出爐后，在靜止空氣中冷卻到心部溫度(Tc)達(dá)到65°C。四、回火1.當(dāng)心部溫度(Tc)達(dá)到65°C即進(jìn)行回火，采用575°C、580°C和560°C三次回火， 每次回火保溫時(shí)間16小時(shí)。
該離合器殼體壓鑄模具最終硬度為HRC44. 5，模具變形量為0. 15mm,目前模具使 用超過15萬模次。實(shí)施例2大型變速箱殼體壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚碓摯笮妥兯傧錃んw壓鑄模具外形尺寸為840X820X410，真空熱處理重量為1456 公斤，模具單邊留精加工余量2mm，熱處理后要求硬度HRC42 46。該模具選用進(jìn)口真空熱處理爐進(jìn)行，爐子有效尺寸為 1000_X IOOOmmX 1500mm，額定熱處理重量為1500公斤。裝爐時(shí)在模具背部鉆一個(gè) Φ2. 2X16孔用于插熱電偶，該點(diǎn)溫度為模具的表面溫度，記為Ts。將熱電偶插入模具的通 水管道的正中央，兩端用石棉堵塞住，保證熱電偶端頭與模具水管內(nèi)壁接觸，該點(diǎn)溫度為模 具的心部溫度，記為Tc。熱處理爐子溫度記為Tf。熱處理工藝如下所示一、去應(yīng)力1,4.5小時(shí)升爐溫(Tf)到6500C，當(dāng)模具心部溫度(Tc)達(dá)到6508°C后，保溫1小 時(shí)；3小時(shí)降模具心部溫度(Tc)到427 °C ；2、出爐，在靜止空氣中將心部溫度(Tc)冷卻到65°C以下。二、奧氏體化b)以3小時(shí)升爐溫至550°C，等待心部溫度(Tc)到達(dá)此溫度后，保溫15分鐘。c)用120分鐘將爐溫升到825°C，等待表面溫度(Ts)到達(dá)此溫度后，保溫15分鐘。d)用16分鐘將爐溫(Tf)升到1015°C，等待到心部溫度(Tc)到達(dá)此溫度后，保溫 30分鐘。三、等溫淬火a)在IOBar下，將表面溫度(Ts)淬到427°C，降壓到2Bar，停冷卻風(fēng)機(jī)，開對(duì)流風(fēng) 扇；b)大約5分鐘后，心部溫度(Tc)和表面溫度(Ts)溫差為90°C時(shí)，結(jié)束中斷。升 壓至8Bar，停對(duì)流風(fēng)扇，啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，當(dāng)心部溫度(Tc)淬到93°C時(shí)，出爐。c)出爐后，在靜止空氣中冷卻到心部溫度(Tc)達(dá)到65°C。四、回火1.當(dāng)心部溫度(Tc)達(dá)到65°C，立即進(jìn)行回火，采用575°C、580°C和560°C三次回 火，每次回火保溫時(shí)間18小時(shí)。該變速箱殼體壓鑄模具最終硬度為HRC44. 0，模具變形量為0. IOmm,目前模具使
用正吊ο
權(quán)利要求
大型壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚砉に嚕涮卣髟谟谠谀＞咝牟亢捅韺硬迦霟犭娕?，通過爐溫電偶、模具心部電偶和模具表面電偶來控制壓鑄模具的加熱和冷卻速度；其具體的工藝過程如下(1)、加熱a)以每小時(shí)150～200℃的速度升爐溫(Tf)至550～625℃，等待心部溫度(Tc)到達(dá)Tf溫度后，保溫15分鐘；b)以每小時(shí)100～150℃的速度升爐溫(Tf)至825～875℃，等待表面溫度(Ts)到達(dá)Tf后，保溫15分鐘；c)之后20分鐘內(nèi)，將爐溫(Tf)升到奧氏體化溫度，等待到心部溫度(Tc)到達(dá)奧氏體化溫度后(Ta)，保溫30分鐘；(2)、冷卻a)不低于9Bar的冷卻壓力下，開啟冷卻風(fēng)扇，當(dāng)模具表面溫度(Ts)淬到427℃時(shí)，將冷卻壓力降到2Bar，停止冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，打開對(duì)流風(fēng)扇，開始等溫處理；b)當(dāng)心部溫度(Tc)和表面溫度(Ts)的溫差為90℃時(shí)，或者當(dāng)?shù)葴貢r(shí)間達(dá)到10分鐘時(shí)，停止對(duì)流風(fēng)扇，結(jié)束等溫處理；c)等溫處理結(jié)束后，將冷卻壓力升高到6.0Bar以上，啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)。d)當(dāng)心部溫度(Tc)冷卻到93℃時(shí)，出爐空冷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型壓鑄模具的真空等溫?zé)崽幚砉に?，其特征在于在模具心部和表層插入熱電偶，首先以每小時(shí)150～200℃的速度升爐溫至550～625℃，然后以每小時(shí)100～150℃的速度升爐溫至825～875℃，20分鐘以內(nèi)，將爐溫(Tf)升到奧氏體化，保溫30分鐘。然后并在不低于9Bar的冷卻壓力下快速冷卻，當(dāng)模具表面溫度(Ts)降到427℃時(shí)，將冷卻壓力降到2Bar，停止冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，打開對(duì)流風(fēng)扇；等溫結(jié)束后，再將氮?dú)鈮毫Τ涞?Bar以上，關(guān)閉對(duì)流風(fēng)扇，重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)快速冷卻。從而獲得最理想的組織性能和最小的變形；其工藝科學(xué)合理，能保證大型壓鑄模具的使用壽命，有顯著的技術(shù)進(jìn)步，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)前景是很可觀的。
文檔編號(hào)C21D9/00GK101880760SQ20101022408
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者孫偉, 方建儒 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司