鋁鎂合金壓鑄模具熱處理工藝探討
採用增韌處理和表面強化處理工藝是提高模具性能和壽命的重要生產途徑。本文根據鋁鎂合金壓鑄模具的工況條件和性能要求，分析了模具的特點詳細介紹了熱處理及常用工藝，並指出合理制定熱處理工藝規範可以保證模具表面硬度、耐磨性、心部強度和韌性，防止金屬液腐蝕。 粘在模具上可以有效降低廢品率，顯著提高模具的使用壽命。
鋁鎂合金因其密度低、強度高而得到越來越廣泛的應用。 其中，鋁鎂合金壓鑄技術作為一種先進的切削加工工藝，具有生產效率高、節省原材料、降低生產成本、產品性能好、精度高等特點。 ，主要應用於電子、汽車、電機、家電等行業，一些高性能、高精度、高韌性的優質鋁鎂合金產品也已應用於大型飛機、船舶等行業，其性能相對較高。技術要求高。
鋁鎂合金壓鑄模具的工作條件及性能要求
鋁鎂合金壓鑄模具是在壓鑄機上壓鑄鋁鎂合金鑄件的成型模具。 鋁合金的熔點為600～750℃，鎂合金的熔點為600～700℃。 工作表面溫度一般可升至500～600℃。 型腔、芯軸、噴嘴表面均承受劇烈的溫度波動，模具表面容易產生熱疲勞裂紋。 另外，鋁鎂合金在壓鑄過程中容易粘附在模具表面，影響壓鑄生產的連續運行。 液態鋁鎂合金對模具表面有強烈的侵蝕作用。 因此，製造鋁鎂合金壓鑄模具，要求模具材料具有600℃左右較高的回火穩定性和耐冷熱疲勞能力，並具有良好的耐高溫、高壓、高速、液態鋁鎂合金的高耐腐蝕性。 模具的強度和韌性，同時需要正確的熱處理，以挖掘模具材料的潛力，提高模具的使用壽命。 目前，模具製造中常用的鋁鎂合金壓鑄模具鋼有：3Cr2W8V鋼、4Cr5MoSiV1鋼、4Cr3Mo3SiV鋼、4Cr5MoSiV鋼以及新鋼種4Cr5Mo2MnSiV1鋼和3Cr3Mo3VNb鋼。
鋁鎂合金壓鑄模具製造工藝路線
鋁鎂合金壓鑄模具的製造工藝流程為：下料→鍛造→球化退火→機械加工→淬火、回火→修復、磨削、拋光→氮化（氮碳共滲）→裝配使用。
鋁鎂合金壓鑄模具強化增韌處理工藝
鋁鎂合金壓鑄模具的增韌處理是改變鋼材的組織，以獲得模具所需的組織和性能。 熱處理應根據模具材料、模具形狀、尺寸、複雜程度來確定熱處理工藝規範。
3.1 預熱處理
壓鑄模具的預熱處理可採用連續退火、等溫退火和調質熱處理三種工藝。 目的是在最終熱處理前獲得組織均勻和分散的碳化物，以提高鋼的強度和韌性。 連續退火工藝比較簡單，也可以獲得較好的粒狀珠光體組織。 對於形狀複雜、要求較高的壓鑄模具，可採用等溫退火，以獲得較為理想的粒狀珠光體組織。
3.2 淬火和預熱
壓鑄模具鋼多為高合金鋼，導熱性能較差。 淬火、加熱時常採取預熱措施。 預熱次數和溫度取決於模具鋼的成分和模具變形的要求。 對於淬火溫度低、形狀簡單、變形要求不高的模具，淬火加熱時需進行預熱（800～850℃）而不致產生裂紋。 對於淬火溫度較高、形狀複雜、變形要求高的模具，需要進行二次預熱（600-650℃、800-850℃）。 目的是減少加熱過程中產生的應力，同時使模具整體結構均勻。
3.3 淬火加熱
壓鑄模具的淬火加熱溫度可根據各鋼種的淬火加熱規範執行。 例如3Cr2W8V鋼的淬火溫度為1050~1150℃，H13鋼的淬火溫度為1020~1100℃。 提高兩種鋼的淬火溫度可以提高壓鑄模具的高溫強度和抗熱疲勞性能，但會增加模具的變形。 在鹽浴爐中加熱時，為避免模具表面氧化脫碳，應採用脫氧良好的氯化鋇鹽浴，並經常進行脫氧。 在箱式電阻爐中加熱時，應採用保護氣氛； 或包裝後在一般箱式電阻爐中加熱。 為了保證碳化物充分溶解，獲得均勻的奧氏體，獲得良好的高溫性能，應適當延長壓鑄模具的淬火和加熱保溫時間。 一般鹽浴爐的保溫係數為0.8-1.0min/mm。
3.4 淬火冷卻
油淬速度快，可獲得良好的性能，但變形和開裂傾向大。 一般採用形狀簡單、變形要求不高的油冷壓鑄模具； 對於形狀複雜、變形要求高的壓鑄模具，應採用分級淬火，以防止模具變形和開裂。 淬火冷卻應盡可能緩慢，以減少淬火變形，在真空電阻爐中加熱淬火，冷卻可採用氣淬。 鹽浴加熱淬火，冷卻時可採用分級淬火。 模具淬火冷卻時，一般冷卻至150～200℃，均熱後立即回火。 不允許冷卻至室溫。
3.5 回火
壓鑄模具的硬度是通過回火來實現的，壓鑄模具型腔的硬度直接影響模具的冷熱疲勞壽命。 材質不同，淬火溫度不同，回火溫度也不同。 例如，3Cr2W8V鋼鋁鎂合金壓鑄模具的硬度一般為42～48HRC，其回火溫度一般選擇在560～620℃之間，但如果採用高溫淬火，則回火溫度高達670℃。 1150℃淬火、650℃回火後硬度為45HRC； 1050℃淬火、650℃回火後硬度為35HRC。 H13鋼鋁鎂合金壓鑄模具的硬度要求為44～50HRC。 H13鋼在500℃回火時出現二次硬化峰，但峰的大小與淬火溫度有關。 回火溫度一般為560～620℃。 回火應進行2～3次。 第一次回火的溫度可以低一些。 第一次回火後，測量硬度值。 如果達到硬度要求，回火溫度應降低20～30℃，以避免硬度下降。 若硬度過高，則根據硬度高適當調整回火溫度以滿足硬度要求。 第三次回火是為了提高韌性，回火溫度應高於第二次
二次回火溫度低30～50℃。 回火和保溫時間應足夠，以消除淬火時產生的應力，減少模具裂紋的形成。 每次回火保溫時間為2h，大型模具適當延長保溫時間。 由於壓鑄模具淬火後熱應力和組織應力較高，一般冷卻至150-200℃後立即進行回火。
鋁鎂合金壓鑄模具表面強化處理工藝
鋁鎂合金壓鑄模具經過調質處理後，表面硬度不是很高。 為了使模具表面獲得較高的硬度和耐磨性，同時芯部仍保持足夠的強度和韌性，並提高鋁鎂合金壓鑄模具的抗粘性能，可進行表面滲氮或滲氮處理。可以在模具上進行。 滲碳處理。
4.1 滲氮處理
氮化是對鋼的表面進行氮化，以提高表層氮濃度的熱處理工藝。 氮化的目的是減少模具零件的變形，提高鋁鎂合金壓鑄模具的表面硬度、耐磨性、疲勞強度和抗咬合性，提高模具對大氣和過熱蒸汽的耐腐蝕性，並提高抗回火和軟化能力。 缺口靈敏度。 常見的氮化方法有固體氮化、液體氮化和氣體氮化。 離子滲氮、真空滲氮、電解滲氮、高頻滲氮等新技術，可以大大縮短滲氮週期，獲得優質滲氮層，提高企業經濟效益，因而在生產中得到廣泛應用。
4.2 氮碳共滲
氮碳共滲是氨加醇液（甲醇、乙醇）和尿素、甲酰膠、三乙醇膠等共滲介質。 在一定溫度下發生熱分解反應，產生活性氮和碳原子，由鋁鎂合金壓鑄而成。 模具表面被吸收後，擴散滲透到模具表層，得到氮基氮碳共滲層，使模具獲得較高的表面硬度、耐疲勞、耐磨、耐腐蝕。 氮碳共滲方法有液體法和氣體法，生產中採用的方法大多是氣體氮碳共滲。 H13鋼鋁合金壓鑄模具在高溫鹽浴爐中經550℃×40min和850℃×40min兩段預熱處理加熱，1030℃淬火，600℃回火，然後進行熱處理。進行580℃氣體氮碳共滲熱處理。 硬度達到900HV以上，基體硬度46~48HRC，模具的耐磨性、抗疲勞性、耐腐蝕性顯著提高，且不存在粘連、剝落、劃傷、腐蝕現象，有效提高了模具的壽命模具。
結論
鋁鎂合金壓鑄模具作為重要的加工設備，直接影響企業的產品質量和經濟效益。 調查統計表明，由於熱處理工藝不當造成的模具失效約佔失效總數的50%左右。 因此，合理選擇強韌處理和表面強化處理工藝，嚴格控制熱處理工藝規範，是提高模具性能和壽命的重要途徑。 鋁鎂合金壓鑄模俱生產中，需要根據模具工況，分析研究失效原因，合理制定熱處理工藝，保證模具表面硬度、耐磨性、心部強度和韌性，防止金屬斷裂。液體腐蝕和粘模，並有效降低廢品率，顯著提高模具的使用壽命。
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