アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の熱処理プロセスの考察

公開時間： 05 / 17 2021 著者：サイト編集者訪問：12441

靭性処理と表面強化処理プロセスの使用は、金型の性能と寿命を向上させるための重要な製造方法です。アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の作業条件と性能要件に従って、この記事では金型の特性を分析します。熱処理と一般的なプロセスを詳細に説明し、熱処理プロセス仕様の合理的な定式化により、金型表面の硬度、耐摩耗性、コアの強度と靭性を確保し、金属液の腐食を防ぐことができると指摘しています。金型に付着すると、スクラップ率が効果的に減少し、金型の耐用年数が大幅に長くなります。

アルミニウム-マグネシウム合金は、密度が低く強度が高いため、ますます広く使用されています。なかでも、高度な切削加工であるアルミマグネシウム合金ダイカスト技術は、高い生産効率、原材料の節約、生産コストの削減、優れた製品性能、高精度という特徴があります。、主に電子機器、自動車、モーター、家電などの業界で使用されており、一部の高性能、高精度、高靭性の高品質アルミニウム-マグネシウム合金製品は、大型航空機、船舶、その他の業界にも適用されています。高い技術的要件。

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の作業条件と性能要件

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型は、ダイカスト機でアルミニウム-マグネシウム合金鋳物をダイカストするために使用される成形金型です。アルミニウム合金の融点は600〜750℃、マグネシウム合金の融点は600〜700℃です。作業面温度は一般的に500〜600℃まで上昇します。キャビティ、マンドレル、ノズルの表面はすべて激しい温度変動にさらされており、金型の表面は熱疲労亀裂を起こしやすいです。また、アルミマグネシウム合金はダイカスト工程で金型表面に付着しやすく、ダイカスト生産の連続運転に影響を及ぼします。液体のアルミニウム-マグネシウム合金は、金型の表面に強い侵食効果があります。したがって、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型を製造するためには、金型材料は、高い焼戻し安定性と約600°Cでの冷熱疲労に対する耐性、および高温、高圧、高速、液体アルミニウム-マグネシウム合金の高い耐侵食性。金型の強度と靭性、そして同時に、金型材料の可能性を引き出し、金型の耐用年数を向上させるために、適切な熱処理が必要です。現在、金型製造で一般的に使用されているアルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト鋼には、3Cr2W8V鋼、4Cr5MoSiV1鋼、4Cr3Mo3SiV鋼、4Cr5MoSiV鋼、および新しい鋼種4Cr5Mo2MnSiV1鋼と3Cr3Mo3VNb鋼があります。

アルミマグネシウム合金ダイカスト金型の製造工程ルート

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の製造工程は、ブランキング→鍛造→球状化焼鈍→機械加工→焼入れ、焼戻し→補修、研削、研磨→窒化（窒化炭化）→組立て使用です。

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の強化および強化処理プロセス

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の強化処理は、鋼の構造を変更して、金型に必要な構造と性能を実現することです。熱処理は、金型の材質、金型の形状、サイズ、および複雑さに基づいて、熱処理プロセスの仕様を決定する必要があります。

3.1予熱処理

ダイカスト金型の予熱処理は、連続焼鈍、等温焼鈍、焼入れ焼戻し熱処理のXNUMXつの工程を採用することができます。目的は、最終熱処理の前に均一な構造と分散した炭化物を得て、鋼の強度と靭性を向上させることです。連続焼鈍工程は比較的簡単で、より粒状のパーライト構造も得られます。複雑な形状と高い要件を持つダイカスト金型の場合、等温焼鈍を使用して、より理想的な粒状パーライト構造を得ることができます。

3.2焼入れと予熱

ダイカスト金型鋼は、ほとんどが熱伝導率の低い高合金鋼です。焼入れおよび加熱中に予熱対策が取られることがよくあります。予熱の回数と温度は、ダイス鋼の組成と金型変形の要件によって異なります。焼入れ温度が低く、形状が単純で変形が少ない金型の場合、焼入れ・加熱時に割れのない予熱（800〜850℃）が必要です。より高温の焼入れ、複雑な形状、および高い変形要件を備えた金型の場合、二次予熱（600-650°C、800-850°C）が必要です。目的は、加熱プロセス中に発生する応力を低減すると同時に、金型の全体的な構造を均一にすることです。

3.3焼入れ加熱

ダイカスト金型の焼入れ加熱温度は、各鋼種の焼入れ加熱仕様に従って実施することができます。例えば、3Cr2W8V鋼の焼入れ温度は1050〜1150℃、H13鋼の焼入れ温度は1020〜1100℃です。 0.8つの鋼の焼入れ温度を上げると、ダイカスト金型の高温強度と耐熱疲労性を高めることができますが、金型の変形は大きくなります。塩浴炉で加熱する場合は、金型表面の酸化脱炭を防ぐため、脱酸性の良い塩化バリウム塩浴を使用し、頻繁に脱酸を行う必要があります。ボックス型抵抗炉で加熱する場合は、保護雰囲気を採用する必要があります。または梱包後、一般的な箱型抵抗炉で加熱します。炭化物の完全溶解を確実にし、均一なオーステナイトを得て、良好な高温性能を得るために、ダイカスト金型の焼入れおよび加熱保持時間を適切に延長する必要があります。一般的に、塩浴炉の保温係数は1.0〜XNUMX分/ mmです。

3.4急冷冷却

油焼入れ速度は速く、良好な性能が得られますが、変形や割れの傾向が大きくなります。一般に、単純な形状で変形要件の低い油冷ダイカスト金型が使用されます。複雑な形状と高い変形要件を持つダイカスト金型の場合、金型の変形と亀裂を防ぐために階層的焼入れを使用する必要があります。焼入れ変形、加熱、真空抵抗炉での焼入れを減らすために、焼入れ冷却はできるだけ遅くする必要があります。冷却にはガス焼入れを採用できます。塩浴での加熱・急冷、冷却時のグレーディング焼入れが可能です。金型を急冷・冷却する場合は、通常150〜200℃に冷却し、浸漬後すぐに焼き戻しを行います。室温まで冷やすことはできません。

3.5焼戻し

ダイカスト金型の硬度は焼戻しによって達成され、ダイカスト金型キャビティの硬度は金型の高温および低温疲労寿命に直接影響します。材料、焼入れ温度、焼戻し温度も異なります。例えば、3Cr2W8V鋼のアルミマグネシウム合金ダイカスト金型の硬度は一般的に42〜48HRCであり、焼戻し温度は一般的に560〜620℃から選択されますが、高温焼入れを使用すると、焼戻し温度は670℃。 1150°Cで焼入れし、650°Cで焼き戻した後の硬度は45HRCです。一方、1050°Cで焼入れおよび650°Cで焼き戻した後の硬度は35HRCです。 H13鋼のアルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の硬度は44〜50HRCである必要があります。 H13鋼の二次硬化ピークは500℃で焼戻しすると現れますが、ピークの大きさは焼入れ温度に関係しています。焼戻し温度は一般的に560〜620℃です。焼き戻しは2〜3回行う必要があります。最初の焼き戻しの温度は低くなる可能性があります。最初の焼き戻し後、硬度値を測定します。硬度要件に達した場合は、硬度が低下しないように焼戻し温度を20〜30℃下げる必要があります。硬度が高すぎる場合は、焼戻し温度を適切に調整して、高硬度に応じた硬度要件を満たします。 XNUMX番目の焼戻しは靭性を改善することです、焼戻し温度はXNUMX番目より高くなければなりません

二次焼戻し温度は30〜50℃低くなります。焼戻しおよび保持時間は、焼入れ中に発生する応力を排除し、金型亀裂の形成を減らすのに十分でなければなりません。各焼戻しの保持時間は2時間であり、大きな金型の保持時間は適切に延長されます。焼入れ後のダイカストダイの高い熱応力と微細構造応力のため、ダイは通常、150〜200℃に冷却した直後に焼き戻しされます。

アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の表面強化処理プロセス

焼入れ焼戻し後のアルミニウム-マグネシウム合金ダイカストダイの表面硬度はそれほど高くありません。コア部が十分な強度と靭性を維持しながら、金型表面の高い硬度と耐摩耗性を実現し、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の粘着防止性能を向上させるために、表面窒化または窒化金型で行うことができます。浸炭処理。

4.1窒化処理

窒化は、鋼の表面を窒化して表面層の窒素濃度を高める熱処理プロセスです。窒化の目的は、金型部品の変形を減らし、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の表面硬度、耐摩耗性、疲労強度、耐焼戻し性を改善し、大気および過熱蒸気に対する金型の耐食性を改善することです。焼き戻しと軟化に対する耐性を向上させます。ノッチ感度。固体窒化、液体窒化、ガス窒化が一般的な窒化方法です。イオン窒化、真空窒化、電解窒化、高周波窒化などの新技術により、窒化サイクルを大幅に短縮し、高品質の窒化層を得ることができ、企業の経済性を向上させることができるため、生産に広く利用されています。

4.2ニトロ炭化

ニトロカーバリゼーションは、アンモニアとアルコール液（メタノール、エタノール）、および尿素、ホルミル接着剤、トリエタノール接着剤などの共浸透媒体です。熱分解反応は特定の温度で起こり、アルミニウム-マグネシウム合金によってダイキャストされる活性窒素および炭素原子を生成します。金型表面が吸収された後、金型表面層に拡散して浸透し、窒素ベースの窒化炭化層が得られるため、金型はより高い表面硬度、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性を得ることができます。ニトロ炭化法には液体法とガス法があり、製造に使用される方法のほとんどはガスニトロ炭化です。 H13鋼アルミニウム合金ダイカスト金型を高温塩浴炉で550℃×40分と850℃×40分の1030段階の予熱処理で加熱し、600℃で急冷し、580℃で焼き戻した後、 900℃でのガス窒化炭化熱処理に。硬度は46HV以上、母材硬度は48〜XNUMXHRC、金型の耐摩耗性、耐疲労性、耐食性が大幅に向上し、密着、はがれ、引っかき傷、腐食がなく、効果的に寿命を延ばします。型。

まとめ

重要な加工装置として、アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型は、会社の製品品質と経済的利益に直接影響を及ぼします。調査と統計によると、不適切な熱処理プロセスによる金型の破損は、全体の破損の約50％を占めています。したがって、強化および強化処理と表面強化処理プロセスの合理的な選択、および熱処理プロセス仕様の厳密な制御は、金型の性能と寿命を向上させるための重要な方法です。アルミニウム-マグネシウム合金ダイカスト金型の製造では、金型の作業条件に応じて故障原因を分析および調査し、金型表面の硬度、耐摩耗性、コア強度および靭性を確保し、金属を防止するための熱処理プロセスを合理的に策定する必要があります。液体腐食と金型の付着、および効果的に拒絶率を低減し、金型の耐用年数を大幅に改善します。

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