kalıp döküm kalıpları için ısıl işlem teknikleri kılavuzu

Isıl işlem teknikleri, kalıp döküm kalıp imalatında yaygın olarak uygulanır; kalıp bileşenlerinin mikro yapısını ve performansını önemli ölçüde iyileştirebilir, kalıp ömrünü uzatabilir, işleme kalitesini artırabilir ve takım aşınmasını azaltabilir.

Döküm kalıpları genellikle alaşımlı takım çeliklerinden yapılır. Tipik ısıl işlem dizileri arasında küreselleştirme tavlaması, gerilim giderme/stabilizasyon, su verme (veya su verme ve tavlama) ve çoklu tavlama işlemleri bulunur. Uygun bir ısıl işlem kombinasyonu seçilerek, gerekli mukavemet, tokluk ve yüksek sıcaklık performansı elde edilebilir.

Ön işlem:

1. Amaç: dövme veya kaba işleme işlemlerinden kaynaklanan kalıntı gerilmeleri gidermek, kesmeyi kolaylaştırmak için sertliği azaltmak ve sonraki su verme ve tavlama işlemleri için homojen bir yapı hazırlamak.
2. Yöntemler ve etkiler: Küreselleştirme tavlaması, tokluğu artırmak için ince dağılmış karbürler içeren düzgün bir mikro yapı oluşturur. Söndürme ve tavlama (yani, söndürme ve ardından tavlama) genellikle üstün bir mukavemet-tokluk dengesi sağlar, bu nedenle yüksek tokluğa ihtiyaç duyan kalıplar için, küreselleştirme yerine genellikle söndürme sonrası tavlama kullanılır.
3. Öneri: Dövme parçalar veya kaba işlenmiş boşluklar üzerinde ön işlem gerçekleştirin ve daha sonra kalite izlenebilirliğini kolaylaştırmak için işlem partisini kaydedin.

Stabilizasyon işlemi:

1. Amaç: kaba işleme sırasında oluşan iç gerilmeleri gidermek ve su verme sırasında çarpılma ve çatlama riskini azaltmak. Bu, özellikle karmaşık şekilli kalıplar için önemlidir.
2. Tipik işlem: 650 °C ila 680 °C'ye ısıtın, 2 ila 4 saat bekletin, ardından fırından çıkarın ve havayla soğutun. Karmaşık geometriye sahip kalıplar için, iç gerilmeleri daha da azaltmak amacıyla havayla soğutmadan önce fırında 400 °C'nin altına soğutun.
3. Özel durumlar: EDM (elektrik deşarjlı işleme) ile modifiye edilmiş yüzeylerde yeniden döküm veya hasarlı tabaka oluşabilir ve tel kesme çatlaklarına eğilimli olabilir; yerel gerilmeleri gidermek için daha düşük sıcaklıkta gerilim giderme tavlaması yapılmalıdır.

Söndürme ön ısıtması:

1. Neden: Döküm kalıpları genellikle ısı iletkenliği zayıf olan yüksek alaşımlı çeliklerden yapılır; hızlı doğrudan ısıtma, büyük sıcaklık gradyanları oluşturarak çatlama veya bozulmaya neden olabilir. Bu nedenle, aşamalı ön ısıtma gereklidir.
2. Ön ısıtma yöntemleri ve sıcaklıkları: düşük sıcaklıkta ön ısıtma (400 °C ila 650 °C) bir kutu veya hava fırınında yapılabilir. Yüksek sıcaklıkta ön ısıtma, ısı homojenliğini iyileştirmek için tuz banyosu fırınında yapılması daha uygundur.
3. Ön ısıtma sayısı ve gereksinimler: Düşük deformasyon kontrol gereksinimleri olan kalıplar daha az ön ısıtma aşaması kullanabilir; sıkı deformasyon kontrolü için, termal gradyan gerilmelerini azaltmak için çok aşamalı ön ısıtma kullanılmalıdır. Ön ısıtma süresi için yaygın bir ampirik tahmin 1 dakika/mm'dir (sadece referans amaçlıdır; malzeme ve bileşen kalınlığına göre doğrulayın).

Söndürme ısıtma ve bekletme:

1. Amaç: homojen bileşimli östenit elde etmek ve karbürleri yeterince çözmek, böylece yüksek sıcaklık mukavemetini ve yumuşamaya karşı direnci artırmak.
2. Sıcaklık seçimi: Söndürme sıcaklığı, malzeme için belirtilen sınırlar içinde seçilmelidir. Daha yüksek söndürme sıcaklıkları termal stabiliteyi destekler, ancak tane büyümesini teşvik edebilir ve tokluğu azaltabilir; yüksek tokluğa ihtiyaç duyan kalıplar genellikle nispeten daha düşük söndürme sıcaklıkları kullanır.
3. Islatma süresi: Homojenizasyonu sağlamak için, tuz banyosu su verme ısınması genellikle nispeten uzun bir ıslatma süresi gerektirir; yaygın bir tahmin 0,8 dakika/mm ila 1,0 dakika/mm'dir (referans değer; doğrulanmalıdır).

Söndürme soğutması:

1. Soğutma yönteminin seçimi: Basit şekilli ve deformasyona karşı hassasiyeti düşük kalıplar yağla su vermeye tabi tutulabilir. Karmaşık şekilli veya yüksek anti-distorsiyon gereksinimleri olan kalıplar, aşamalı (kademeli) su verme (kademeli geçişlerle aşamalı olarak soğutmayı hızlandırma) ile daha iyi işlenir.
2. Tavlama öncesi dengeleme: Çatlama ve bozulmayı önlemek için, soğutma yönteminden bağımsız olarak, doğrudan oda sıcaklığına soğutmayın; bunun yerine, dengeleme için önce 150 °C ila 180 °C'ye soğutun. Dengeleme süresi 0,6 dakika/mm (referans) olarak tahmin edilebilir, ardından hemen tavlamaya geçin.
3. Notlar: Yüzey soğuk/çekirdek sıcak termal gerilme yoğunlaşmasını önlemek için soğutma hızı profilini kontrol edin. Aşamalı veya lokalize su verme kullanırken, deformasyonun kontrol edilebilir olmasını sağlayın ve düzeltici prosedürler sağlayın.

Tavlama:

1. Gereklilik: Yeterli tavlama, su verme kalıntı gerilmelerini giderir ve sertlik ve tokluğu ayarlar. Döküm kalıpları genellikle kapsamlı tavlama gerektirir ve bu işlem genellikle üç tavlama ile gerçekleştirilir.
2. İlk tavlama sıcaklığı genellikle malzemenin ikincil sertleşme aralığında seçilir (yapıyı stabilize etmek için).
3. İkinci temperleme sıcaklığı, gerekli sertliği elde etmek için seçilir.
4. Üçüncü tavlama sıcaklığı, ikinci tavlamadan 10 °C ila 20 °C daha düşüktür ve kalıntı gerilmeleri gidermek ve yapıyı iyileştirmek için kullanılır.
5. Tavlama soğutması: tavlamadan sonra yağ soğutması veya hava soğutması kullanılabilir. Tek döngü tavlama bekleme süresi 2 saatten az olmamalıdır (parça kalınlığı ve malzeme gereksinimlerine göre kesin süreyi belirleyin).