气门热锻模采用中频感应加热电源进行热处理

日期:2020-09-16 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

气门热锻模采用中频感应加热电源进行热处理

气门的成形是依靠模具来实现的,通过对气门头部的加热,使之在1100-1250℃范围内锻压成形,气门的头部流线符合要求,无切断和破坏现象,保持了气门所需要的性能,气门成形近似于精密锻造,采用热锻模将热镦后呈蒜头状的气门毛坯,锻造成要求的气门形状,气门材料的加热温度高达1100-1200℃,服役过程中模具的内腔表面温度也在600-700℃。型腔表面与炽热的金属反复接触,在成形过程中既要承受冲击力和摩擦力的作用,还要承受弯曲、拉伸、压缩、挤压等周期性冲击作用,因此,其工作条件恶劣,对性能的要求十分严格。为此,许多厂家采用中频感应加热电源对气门热锻模进行热处理,效果非常好。

该模具是由四部分组成,下模常采用3Cr2W8V钢制造,本身含有铬、钨和钒等合金碳化物形成元素,故具有高的硬度、冲击韧性和耐热疲劳性,同时导热性好。因此适用于制作气门的凹模。

(1)气门热锻模的热处理 锻造后的锻模应进行良好的球化退火处理,目的是改善组织和降低基体的硬度,消除内应力,获得珠光体十球状渗碳体组织,以利于切削加工,为最终热处理做好组织准备,退火工艺为830-850℃,硬度为207-255HBW。

1、气门热锻模的技术要求

根据气门锻模的工作条件,结合其结构和形状来指定合理的热处理工艺来满足技术要求。其基本原则为对于要求断裂强度、热疲劳性和抗热磨损高的气门下模(凹模),以及淬火后需进行加工的采用上限和较高的加热温度;对于变形小、晶粒度细小、冲击韧性高的上模采用低限加热。通常的技术要求为:基体硬度46-52HRC;表面无脱碳、无磕碰伤。

2、气门热锻模的普通热处理工艺

随着新型材料的研制和工艺水平的提高,目前国内已经批量生产耐热性好、强度高和抗腐蚀的高性能合金钢,有代表性的钢种为4Cr3Mo3W4VNb(简称GR钢),它用于制作与工件接触时间长、温度较高和易于引起变形塌陷或热磨损失效的热锻模、热挤压模等,与普通的热作模具钢(如3Cr2W8V)制作的气门热锻模相比,使用寿命得到了明显是高。

上模(或称为凸模)通常模面为球形,用来减轻气门的重量,淬火处理工艺为:采用中频感应加热电源进行,温度为1080℃,然后油冷,硬度为46-52HRC。

下模调质处理:加热温度为1140℃,空冷后油冷,然后进行两次回火热处理,硬度为46-52HRC。考虑到锻模本身受到强烈的冲击,对下模的热稳定性要求较高,因此要求有高的硬度和良好的耐磨性,将加热温度提高到1140℃左右可使碳化物充分溶解,实践证明,经过处理的锻模的使用寿命比低温处理的寿命提高3-10倍,目前该工艺在气门制造厂生产中得到普遍应用。

(2)气门热锻模的热处理工艺分析和实施要点

①一次预热采用中频感应加热电源进行,由于内部合金元素多,形成了大量的合金碳化物和金属化合物等,故其导热性差,为了减少热应力的作用,通常预热温度定在500-550℃(弹性变形区域),二次预热加热温度在840-860℃。

②淬火加热也可以采用中频感应加热电源进行,气门上模的加热温度为1070-1080℃,下模的加热温度为1130-1140℃。这是考虑到上模要具有良好的冲击韧性,而下模则应保持高的硬度、红硬性以及足够的强度,故要求尽可能多的碳化物溶解到奥氏体中,因此上下模的淬火加热温度有较大的差异。