열간 금형의 열처리 및 표면 처리

금형의 성능은 열처리 기술에 의해 영향을 받을 것입니다. 그 이유는 금형 강의 인성이 열처리에 의해 증가되어 금형의 수명이 크게 향상될 수 있기 때문입니다. 열간 가공 금형의 작업 조건은 모두 가열된 빌렛 또는 액체 금속과 직접 접촉해야 하고 전체 공정 동안 반복적으로 가열 및 냉각되어야 하기 때문에 매우 가혹하고 복잡합니다. 동시에 충격 하중의 영향도 있습니다. 따라서 핫 몰드 강재의 성능 요구 사항은 핫 몰드의 사용을 충족시키기 위해 매우 엄격합니다. 열처리 및 표면 처리 기술을 통해 금형의 성능 지표를 개선하여 금형의 수명 향상을 촉진할 수 있습니다.

열처리란 무엇입니까?

열처리는 금속 열처리 공정입니다. 원하는 구조와 물성을 얻기 위해 고체상태의 물질을 가열, 보온, 냉각시키는 수단을 말한다.

금속 열처리는 기계 제조에서 중요한 공정 중 하나입니다. 다른 공정과 비교할 때 열처리는 일반적으로 공작물의 모양과 전체 화학 조성을 변경하지 않습니다. 열처리는 공작물 내부의 미세 구조를 변경하거나 공작물 표면의 화학적 조성을 변경하여 공작물의 성능을 부여하거나 개선하는 것입니다. 열처리는 가공물의 고유한 품질을 향상시키기 위한 것으로 이러한 변화는 일반적으로 육안으로 볼 수 없습니다.

열간 작업 다이 스틸

열간 가공 다이 강은 열간 단조 다이, 열간 압출 다이, 다이 캐스팅 다이를 포함하여 가열된 상태에서 금속을 변형시키는 금형을 만드는 데 사용됩니다. 및 고속 단조 금형 .

열간 작업 금형강의 작업 조건 및 성능 요구 사항

열간 작업 다이는 작업할 때 많은 충격력을 견디고 다이 캐비티는 고온 금속과 접촉하고 반복적으로 가열 및 냉각되며 사용 조건이 가혹합니다. 열간 가공 금형의 사용 요구 사항을 충족시키기 위해 열간 가공 금형 강은 고온 강도 및 우수한 인성과 같은 특성을 가져야 합니다. 내마모성이 우수하고 열 안정성이 높습니다. 내열피로성이 우수하고 경화성이 우수합니다. 그것은 좋은 열전도율과 좋은 성형 공정 성능을 가지고 있습니다.

합금 처리

열간 가공 금형강의 탄소 질량 분율은 일반적으로 필요한 강도, 경도, 내마모성 및 인성을 얻기 위해 (0.3%~0.6%) C 사이에서 유지됩니다. 탄소 함량이 너무 높으면 인성 및 열전도율이 저하되고 탄소 함량이 너무 낮으면 강도, 경도 및 내마모성을 보장하기 어렵습니다.

크롬은 경화성 및 템퍼링 안정성을 향상시킵니다. 니켈과 크롬의 공존은 경화성을 향상시킬 뿐만 아니라 포괄적인 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 망간은 경화성과 강도를 증가시키지만 인성을 감소시킵니다. 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐 등은 2차 경화를 생성하고 적색 경도, 템퍼링 안정성, 열 피로 저항 및 입자 미세화를 향상시킬 수 있습니다.

열처리 공정

열처리 공정은 일반적으로 가열, 보온, 냉각의 3가지 공정을 포함하며, 때로는 가열과 냉각의 2가지 공정만 포함하는 경우도 있습니다. 이러한 프로세스는 연결되어 있으며 중단할 수 없습니다.

• 난방

가열은 열처리의 중요한 공정 중 하나이며 가열 방법에는 여러 가지가 있습니다. 열원으로 숯과 석탄을 가장 먼저 사용하고 최근에는 액체 및 가스 연료를 사용합니다. 전기를 사용하면 난방을 제어하기 쉽고 환경 오염이 없습니다.

금속이 가열되면 공작물이 공기에 노출되기 때문에 산화 및 탈탄이 자주 발생하여 열처리 후 부품의 표면 특성에 도움이 되지 않습니다. 따라서 금속은 통제된 대기 또는 보호 대기, 용융염 및 진공에서 가열하거나 코팅 및 포장 방법으로 보호 가열해야 합니다. 가열 온도는 열처리 공정의 중요한 공정 매개 변수 중 하나이며 가열 온도의 선택 및 제어는 열처리 품질을 보장하는 주요 문제입니다.

• 보온

가열온도는 열처리의 목적과 처리하는 금속재료에 따라 다르지만 일반적으로 상전이온도 이상으로 가열하여 고온구조를 얻는다. 그러나 변태에는 일정 시간이 걸리므로 금속 가공물의 표면이 필요한 가열 온도에 도달하면 일정 시간 동안 이 온도를 유지하여 내부 및 외부 온도가 일정하게 유지되고 미세 구조가 완전히 변형됩니다. 이 기간을 보온시간이라고 합니다.

• 냉각

냉각은 열처리 공정에서 빼놓을 수 없는 단계이기도 합니다. 냉각 방법은 프로세스마다 다르며 주로 냉각 속도를 제어합니다. 일반적으로 어닐링의 냉각 속도가 가장 느리고 노멀라이징의 냉각 속도가 더 빠르며 담금질의 냉각 속도가 가장 빠릅니다. 그러나 강철 등급이 다르기 때문에 요구 사항도 다릅니다.

다이스틸 표면처리 기술

일반적으로 사용되는 표면 강화 기술은 화학적 열처리, 고에너지 빔 표면 강화, 물리적 또는 화학적 증착입니다.

일반적인 화학 열처리는 침탄, 질화, 붕소화 등입니다. 이러한 표면 처리 공정은 다른 공정에 비해 비용이 저렴하고 신뢰성이 높은 특성을 갖는 일부 전통적인 공정이며 옵션도 많습니다.

고 에너지 빔 표면 강화 기술의 특징은 빠른 가열 속도, 공작물의 작은 변형, 냉각 매체가없고 제어성이 우수하고 자동 제어를 실현하기 쉽습니다. 고에너지 빔 표면 강화 기술 중 레이저 표면 개질은 가장 많은 연구 응용 분야를 가지고 있습니다. 현재 레이저 표면 처리에 대한 연구는 주로 이 기술의 제어성이 우수하고 기판에 미치는 영향이 거의 없다는 특성을 사용하고 몇 가지 다른 기술을 결합하여 몇 가지 새로운 공정 연구를 수행하고 있습니다.

증착은 화학기상증착과 물리기상증착으로 나뉜다. 이러한 방법은 주로 금형 표면에 세라믹 코팅을 형성하는 데 사용되지만 세라믹 코팅 적용의 가장 큰 문제는 세라믹 코팅의 열팽창 성능이 금형강 매트릭스와 일치하지 않아 코팅의 조기 균열 실패. 따라서 세라믹 코팅 전 플라즈마 질화는 세라믹 코팅과 기판 사이의 접착력을 향상시키는 효과적인 방법이며 열간 가공 금형의 수명을 향상시키는 데 중요한 영향을 미칩니다. 그러나 단층 또는 다층 또는 질화와 결합된 다양한 세라믹 코팅은 필연적으로 매트릭스와의 열팽창 성능 차이를 유발하므로 금형의 열 피로 성능에 영향을 미칩니다. 따라서 복합 코팅 시스템이 필요합니다. 복합 코팅 시스템은 다이캐스팅 금형의 표면에 용접 방지, 용융 손실, 산화 방지 및 내마모성의 기능을 갖도록 할 수 있습니다. 이 코팅 시스템의 가장 큰 특징은 금형으로의 열 전달을 줄이고 금형의 온도 변화를 늦추며 금형 강의 열 피로 저항을 향상시키는 것입니다.

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