350-paper-B8-塑料模具用大中型锻制模块预硬化工艺研究.docVIP

编号：B8（中文全文）Research on the pre-hardened process of bigger forging block for plastic moulds Bo Xintao Chen Hanhui Wang Wenge Xing Li (Special Steel Branch of Baoshan Iron Steel Co., Ltd., Shanghai 200940, China) Abstract: The computer simulation on the pre-hardened process, including heating, holding, cooling, of bigger forging block for alloyed plastic moulds is introduced in this paper, and the new polymer quenchants, Ucon E、Feroquench 2000, are applied instead of oil medium. Combined with the local conditions, the simulation experiments are performed. Then the pre-hardened process of bigger forging block is obtained. This process has been applied in factual production for 3 years, and it is certified that the properties of the pre-hardened block, such as hardness, machinablity, polishing and so on, are all satisfied with the technical specficiation. And this process makes the “clean heat treatment” realized. Keywords: pre-hardened; bigger alloyed block; forging; computer simulation; polymer quenchants; Ucon E; Feroquench 2000 1、前言 随着家电、汽车行业的发展，用户所需的塑料模具钢不仅要求的规格大，而且还要以预硬化状态交货，硬度为28－34HRC或32－38HRC，并对切削加工性、抛光性及表心硬度差等均有一定的要求。 重达10－20t的超宽厚大中型锻制合金塑料模具钢（成分见表1）模块的预硬化工艺国内无现成的资料可循[1，2]，尤其采用新型的水基淬火剂还属空白。为此，首先应用计算机模拟技术对模块预硬化处理（加热、保温、冷却）进行工艺模拟，确保大模块在加热时，表心不出现过大的温度差，心部能热透，达到预期的组织转变要求，其次选用合适的水基淬火剂，确保大模块的冷却获得预期的组织、硬度等要求。另外，为了估算不同材料、不同厚度尺寸的模块在预硬化处理中的表心硬度差，专门在生产现场中对小试块进行仿真试验。 目前，生产采用的预硬化处理工艺能获得所要求的各项性能指标包括表面硬度值、表心硬度差、切削性及抛光性等。 表1 预硬化塑料模具钢的化学成分 wt％ C Si Mn Cr Mo Ni P S Al Cu SWP20H 0.36-0.42 0.20-0.40 0.75-1.00 1.60-2.00 0.30-0.40 － ≤0.025 ≤0.02 0.02-0.04 ≤0.25 SW718H 0.32-0.40 － 1.35-1.50 1.70-2.00 － 0.85-1.00 ≤0.025 ≤0.02 0.02-0.04 ≤0.25 2 计算机模拟大中型模块的淬火加热 为了使大中型模块在淬火加热时，表心不至于出现过大的温度差，并且心部能热透达到预期的组织转变要求，对常见的三种模块规格尺寸（200×800×4000、350×800×3600、500×800×3000mm）进行淬火加热过程的模拟。选用的工艺见图1。 注：t为均热时间，1min/mm为加热系数，有效厚度为模块的厚度 图1 模拟的工艺曲线 三种规格尺寸模块的模拟加热曲线分别见图2~4，模块表心达到一致温度的时间见表2。 图2 三种规格尺寸模块现行加热工艺模拟 注：1：模块角部；2：模块厚度方向表面中心部位；3：模块心部 (a) 200×800×4000mm； (b) 350×800×3600mm；(c) 500×8