كيف يمكن تحديد عملية المعالجة الحرارية المثلى لمواد القوالب؟

يتطلب تحديد عملية المعالجة الحرارية المثلى لمواد القوالب التركيز على ثلاثة أهداف أساسية: الصلابة العالية ومقاومة التآكل، وقوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الإجهاد، وقابلية المعالجة ومقاومة التآكل.

فولاذ قوالب التشكيل على البارد: يتميز بصلابة عالية ومقاومة عالية للتآكل كقلب.

مناسب لتشكيل المعادن في درجة حرارة الغرفة، مثل التثقيب، والتشكيل على البارد، والبثق على البارد، وما إلى ذلك، مما يتطلب أن تتمتع المواد بصلابة عالية للغاية (58-64 هيئة حقوق الإنسان) وقدرة على مقاومة التكسر.

مسار عملية المعالجة الحرارية

التحضير للمعالجة الحرارية:
اعتماد عملية التلدين الكروي متساوي الحرارة (التسخين عند 840-870 درجة مئوية، متساوي الحرارة عند 700-760 درجة مئوية لمدة 4-6 ساعات) لتوزيع الكربيدات بالتساوي، وتقليل الصلابة إلى ≤ 220 HBS، وتحسين أداء القطع.
المعالجة الحرارية النهائية:
التبريد:قم بالتسخين إلى 980-1040 درجة مئوية، ثم احتفظ بالحرارة، ثم قم بالتبريد بالزيت أو التبريد بالغاز للحصول على بنية مارتنسيتية.
التصليد بدرجة حرارة منخفضة:قم بالتسخين مرة أو مرتين عند درجة حرارة 150-250 درجة مئوية للتخلص من الإجهاد والحفاظ على الصلابة العالية، وتجنب انخفاض الصلابة الناتج عن التسخين بدرجة حرارة متوسطة إلى عالية.

النقاط الرئيسية لتحسين العمليات

بالنسبة للفولاذ عالي الكربون وعالي الكروم (مثل نوع Cr12)، يمكن استخدام عملية التبريد المنخفض والاستعادة المنخفضة (التبريد 1050-1080 درجة مئوية، والتطبيع 180-220 درجة مئوية) لتحسين المتانة ومنع التشقق الهش.
يوصى بالمعالجة الحرارية بالتفريغ للقوالب المعقدة لتقليل الأكسدة وإزالة الكربون، ويمكن تقليل التشوه بنسبة 30٪ - 40٪.

فولاذ قوالب العمل الساخن: التركيز على قوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الإجهاد الحراري

يستخدم في عمليات التشكيل ذات درجات الحرارة العالية مثل التشكيل الساخن وصب القوالب، ويمكن أن تصل درجة حرارة سطح القالب إلى أكثر من 500 درجة مئوية، ويحتاج إلى صلابة حمراء جيدة، وموصلية حرارية، ومقاومة للتشقق الحراري.

مسار عملية المعالجة الحرارية

التحضير للمعالجة الحرارية:
بعد التشكيل، يلزم التبريد البطيء ومعالجة التلدين (مثل تبريد الفرن بعد العزل عند 870 درجة مئوية) للتخلص من إجهاد التشكيل وتحسين تجانس الأنسجة.
المعالجة الحرارية النهائية:
التبريد:قم بالتسخين إلى 1020-1050 درجة مئوية، مع التبريد بالزيت أو التبريد بالغاز لضمان التصلب الكامل للقلب.
التصليد بدرجة حرارة عالية:2-3 دورات تلطيف عند 500-620 درجة مئوية، باستخدام تأثير التصلب الثانوي لزيادة الصلابة إلى 48-52 هيئة حقوق الإنسان وتجنب تلطيف المناطق الهشة.

النقاط الرئيسية لتحسين العمليات

يجب ألا يقل عدد مرات التطبيع عن مرتين لمنع تغيرات الحجم الناتجة عن تحول الأوستنيت المتبقي.
يمكن تبريد القوالب الكبيرة على مراحل (تبريدها أولاً بالهواء إلى 740-760 درجة مئوية ثم تبريدها بالزيت) لتقليل الإجهاد الحراري والتشوه.

فولاذ قوالب البلاستيك: مع التركيز على سهولة التشكيل والتلميع ومقاومة التآكل

تكون درجة حرارة التشغيل عادةً أقل من 200 درجة مئوية، وتتمثل أسباب التلف الرئيسية في التآكل والصدأ والخدوش السطحية. ويُشترط أن تكون المادة سهلة المعالجة والتلميع ومقاومة للصدأ.

مسار عملية المعالجة الحرارية

الفولاذ المقوى مسبقاً:
لقد خضع المصنع لمعالجة التبريد والتطبيع (التبريد + التطبيع بدرجة حرارة عالية)، بصلابة تتراوح بين 32-38 هيئة حقوق الإنسان، ويمكن معالجته مباشرة لتجنب التشوه أثناء المعالجة الحرارية اللاحقة.
الفولاذ المكربن:
درجة حرارة الكربنة هي 900-920 درجة مئوية، وعمق طبقة الكربنة هو 0.8-1.5 مم، يليها التبريد والتلطيف بدرجة حرارة منخفضة، وتصل صلابة السطح إلى 58-64 هيئة حقوق الإنسان.
الفولاذ المقاوم للتآكل:
باستخدام المعالجة بالمحلول الصلب والمعالجة بالتقادم (المحلول الصلب عند 1020-1080 درجة مئوية، والتقادم عند 420-480 درجة مئوية)، يتم الحصول على صلابة 40-44 هيئة حقوق الإنسان، والتي تجمع بين القوة ومقاومة التآكل.

النقاط الرئيسية لتحسين العمليات

يوصى بمعالجة القوالب الدقيقة حرارياً بالتفريغ، مما ينتج عنه سطح أملس وخالٍ من الأكسدة مما يجعله مناسباً للتلميع المرآوي.
يمكن لأنواع الفولاذ التي تحتوي على عناصر سهلة القطع مثل الكبريت والكالسيوم أن تحقق أداء قطع ممتاز في الحالة الملدنة وهي مناسبة لقوالب ذات جودة سطح عالية.

مبادئ عامة للتحكم في العمليات

بغض النظر عن نوع فولاذ القالب، يجب التحكم بدقة في النقاط الرئيسية التالية:

تجانس التسخين:ينبغي تسخين الوحدات الكبيرة مسبقًا إلى 600-650 درجة مئوية قبل الوصول إلى درجة حرارة الأوستنة لمنع التشقق.
اختيار طريقة التبريد:
يُعد التبريد بالغاز مناسبًا للأجزاء الحساسة للتشوه (مثل التبريد بالغاز عالي الضغط 0.6 ميجا باسكال)؛
يُعد التبريد بالزيت مناسبًا لقطع العمل ذات المقاطع الكبيرة، ولكن يجب التحكم في معدل التبريد لمنع التشوه.
كفاية التخفيف:يجب أن تكون درجة حرارة التصليد أعلى من درجة حرارة التشغيل الفعلية للقالب، ويجب ألا يقل الوقت عن 60 دقيقة لمنع تدهور الأداء أثناء الخدمة.
التحكم في التشوه:بالنسبة للهياكل المعقدة، يفضل التبريد متساوي الحرارة أو التبريد المتدرج، ويمكن التحكم في التشوه في حدود 0.05 مم.