一种模具真空热处理防变形方法与流程

本发明涉及热处理技术工艺领域，尤其涉及模具真空热处理防变形方法。

背景技术：

模具在真空热处理时，特别是大模具在真空淬火过程中，由于模具尺寸效应和型腔面的深浅不同，尤其是存在大量孔和较深的型腔面时，各部分加热和冷却速度的不一致而引起的温度差，加之组织转变的不等时性等原因，使得模具截面各部分体积胀缩不均匀，组织转变的不均匀，从而引起组织应力和模具内外温差所引起的热应力。当其内应力超过模具的屈服极限时，就会引起模具的变形。模具一旦发生变形，对于已经粗加工好的模具，会引起模具型腔明显的尺寸精度问题，比如，原来设计好的孔位置会发生偏移，同时给后续模具精加工带来较大的困难，大大延误模具加工周期，影响交货。

目前对于防止模具热处理变形的措施，主要是通过合理选材、合理设计模具结构、对模具进行预处理以及合理选择加热温度和控制加热速度。但是上述措施仍然不能有效避免模具热处理过程中的变形，达不到工程上变形量小于千分之三的要求。

因此，如何对现有的防止模具热处理变形方法进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供的一种能在不妨碍模具热处理过程中，通过采用一些外部措施，来减少模具因热应力和组织应力综合作用下，导致的体积膨胀和收缩而引起的变形的模具真空热处理防变形方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种模具真空热处理防变形方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1：在模具的各类孔、较深较大的内凹型腔中填充耐热填充物；

s2：将填充有耐热填充物的模具装入真空淬火炉，进行热处理。

作为改进，上述s1中还包括s11：将填充有耐热填充物的模具采用外部包裹措施进行防淬火开裂处理。

具体的，上述s11中的外部包裹措施是采用石棉将模具的易开裂部位包裹起来进行保护。

具体的，上述s1中的耐热填充物为石棉、钢块、铁削中的一种或多种。需要说明的是石棉、钢块、铁削均为能传热且保温性能较好的材料。

作为优选，上述s1中还包括s10：选择粗加工后满足表面质量要求的模具，并检查模具中孔、型腔表面是否完好，是否存在开裂风险的地方；没有问题后再进行填充工序；

具体的，上s10中的模具中孔边缘、型腔表面不应出现毛刺、锐利尖角、缺陷。

作为优选，上s2中采用控制加热速度进行分段加热的热处理方法。保证模具各部分的温度均匀性。

具体的，上述控制加热速度进行分段加热的热处理方法为：室温～650℃升温阶段采用30～50℃/h，650～850℃升温阶段采用50～80℃/h，850～奥氏体化温度升温阶段采用80～100℃/h。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于：本发明技术方案主要通过外部辅助手段配合加热速度控制来防止模具真空热处理变形，操作简单，填充物易寻，成本低廉，不需要通过繁琐的模具材料成分设计、组织设计和全过程工艺参数控制来实现。一方面给模具热处理操作工人化繁为简，具有较高的可操作性，另一方面，大大节约了寻求小变形材料的成本，有效的降低了模具真空热处理变形量，保证了模具后续精加工的顺利进行。

附图说明

图1是利用本发明的一个优选实施例对某车型后纵梁压铸模填充好耐热填充物后的现场照片；

图2是利用本发明的一个优选实施例对某车型减震塔压铸模填充好耐热填充物后的现场照片；

图3是利用本发明的一个优选实施例对某车型后纵梁压铸模进行真空热处理后，有无耐热填充物时的三坐标测量变形量结果对比图；

图4是利用本发明的一个优选实施例对某车型减震塔压铸模进行真空热处理后，有无耐热填充物时的三坐标测量变形量结果对比图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

实施例一：

在实施例一种，采用sdyz钢制成的某汽车后纵梁压铸模进行试验，如附图1所示，具体真空热处理防变形方法如下：

步骤1、选择粗加工后满足表面质量要求的模具，并检查模具中孔、型腔表面是否完好，是否存在开裂风险的地方，模具中孔边缘、型腔表面不应出现毛刺、锐利尖角，缺陷等。

步骤2、将符合步骤1要求的模具表面清理干净，然后在各类孔、较深较大的内凹型腔中填充石棉、钢块、铁削等能传热且保温性能较好的材料。

步骤3、将步骤2完成后的模具将易开裂部位采用石棉包裹起来进行保护。

步骤4、将步骤3完成后的模具装入真空淬火炉，采用控制加热速度方法进行分段加热，保证模具各部分的温度均匀性。具体分段加热方法和加热速度为：室温～650℃升温阶段采用30℃/h，650～850℃升温阶段采用50℃/h，850～奥氏体化温度升温阶段采用80℃/h。

采用三坐标测量仪测量了最大的长宽高，在x和z方向测量2个点，在y方向测量4个点。最终得到有填充和没有填充物模具热处理后的尺寸变化，再结合初始模具尺寸可以得到模具热处理后的变形量，没有填充物的模具变形率基本在0.2％-0.35％，有填充物的模具变形率基本在0.05％-0.15％，变形率可降低2-3倍，如附图3所示。

实施二：

在实施例二中，采用sdyz钢制成的某汽车减震塔压铸模进行试验，如附图2所示，具体真空热处理防变形方法如下：

步骤1、选择粗加工后满足表面质量要求的模具，并检查模具中孔、型腔表面是否完好，是否存在开裂风险的地方，模具中孔边缘、型腔表面不应出现毛刺、锐利尖角，缺陷等；

步骤2、将符合步骤1要求的模具表面清理干净，然后在各类孔、较深较大的内凹型腔中填充石棉、钢块、铁削等能传热且保温性能较好的材料；

步骤3、将步骤2完成后的模具将易开裂部位采用石棉包裹起来进行保护；

步骤4、将步骤3完成后的模具装入真空淬火炉，采用控制加热速度方法进行分段加热，保证模具各部分的温度均匀性。具体分段加热方法和加热速度为：室温～650℃升温阶段采用50℃/h，650～850℃升温阶段采用80℃/h，850～奥氏体化温度升温阶段采用100℃/h。

采用三坐标测量仪测量了最大的长宽高，在x和z方向测量2个点，在y方向测量4个点。最终得到有填充和没有填充物模具热处理后的尺寸变化，再结合初始模具尺寸可以得到模具热处理后的变形量，没有填充物的模具变形率基本在0.4％-0.55％，有填充物的模具变形率基本在0.15％-0.25％，变形率可降低2-3倍，如附图4所示。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。