一种铝合金电容器壳体冲压模具热处理工艺

技术领域

本发明涉及模具钢的热处理技术领域，尤其涉及一种铝合金电容器壳体冲压模具热处理工艺。

背景技术

模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种，模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具，模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本、而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响。

对于铝合金电容器壳体的冲压模具选用材料为Cr8Mo1SiV的模具钢，由于Cr8Mo1SiV高含碳量，高合金量；采用传统铸造工艺生产将存在严重的宏观偏析，形成粗大、网状的低共溶碳化物的不均匀微观组织，这类共晶组织在后续的热加工过程中很难完全消除，严重影响材料的性能。因此，需要对Cr8Mo1SiV的模具钢进行热处理，以改善材料的致密度从而提高其力学性能，但是在现有的热处理过程中，热处理变形量较大，热处理质量不稳定。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是：提供一种铝合金电容器壳体冲压模具热处理工艺，热处理变形量小且热处理质量稳定。

为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：

一种铝合金电容器壳体冲压模具热处理工艺，包括以下步骤：

S1，真空等温球化退火：将冲压模具置于极限真空度为4×10-1Pa的真空炉内，通入惰性气体进行气氛保护；将真空炉升温至850～870℃对冲压模具进行加热并保温120～150min；

S2，真空淬火：将经S1步骤处理后的冲压模具在真空炉中继续升温，加热温度为1020～1050℃并保温15min；保温后冲压模具出炉并采用淬火油急冷；

S3，一次真空低温回火：将经S2步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10-1Pa的真空炉内，通入惰性气体进行气氛保护；将此真空炉内温度升至180～200℃并保温120～150min，保温后冲压模具炉内冷却至室温；

S4，深冷处理：将经S3步骤处理后的冲压模具置于冷处理罐内进行深冷处理；深冷温度为-180～-196℃，冷处理保温时间为60～90min；保温后移至冷却罐外恢复室温；

S5，二次真空低温回火：将将经S4步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10-1Pa的真空炉内，通入惰性气体进行气氛保护；将真空炉内温度升至180～-200℃，保温时间120～150min，保温后冲压模具炉内冷却至室温，得到成品。

优选地，S1～S3、S5步骤中的惰性气体为高纯度氮气。

优选地，在S1步骤前，对冲压模具表面进行脱脂处理。

优选地，S2步骤中所述淬火油为PVP淬火液。

与现有技术相比，本发明具备下列优点：

(1)在极限真空度为4×10

①脱脂

工件在热处理之前，由于钢料加工或压力成型，往往在表面粘有油污。粘附在金属表面的油脂、润滑剂等蒸气压较高，在真空加热时，自行发挥或分解成水，氢气和一氧化碳等气体，并被真空泵抽走，与不同金属表面产生化学反应，得到无氧化、无腐蚀的非常光洁的表面。

②除气

金属在熔炼时，液态金属要吸收H2、O2、N2、CO等气体，由于冷却速度确认太快，这些气体留在固体金属中，生成气孔及白点等各种冶金缺陷，使材料的电阻、磁导率、硬度、强度、塑性、韧性等性能受到影响，根据气体在金属中溶解度，与周围环境的分压平方根成正比的关系，分压越小即真空度越高，越可减少气体在金属中的溶解度，释放出来的气体被真空泵抽走。

③分解氧化物

金属表面的氧化膜、锈蚀、氧化物、氢化物在真空加热时被还原、分解或挥发而消失，使金属表面光洁；钢件真空度达0.133～13.3Pa即可达到表面净化效果；金属表面净化后，活性增强，有利于C、N、B等原子吸收，使得化学热处理速度增快且成分均匀；当真空度足够，氧的分压低于氧化物分解压力时，可以使表面已经形成的氧化物发生分解而被去除，获得光亮的表面。

④表面保护

真空热处理实质上是在极稀薄的惰性气体气氛中进行，炉内残存的微量气体不足以被处理的金属材料产生氧化脱碳、增碳等作用；使金属材料表面的化学成分和原来的光亮度保持不变。

(2)采用一次真空低温回火后进行深冷处理，而后进行二次真空低温回火，此种处理方式有利于奥氏体多的转变成马氏体，残余奥氏体量减少；同时能够促进由于特殊碳化物析出和由奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致的二次硬化效应。

(3)处理后模具尺寸跳动小于0.01mm；模具表面硬度不低于60HRC；模具组织为马氏体+少量残余奥氏体+碳化物；模具整体的变形量小，表面硬度高，耐磨性好，质量稳定，提高了该产品的使用寿命。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一、

一种铝合金电容器壳体冲压模具热处理工艺，包括以下步骤：

(1)真空等温球化退火：将冲压模具置于极限真空度为4×10

(2)真空淬火：将经S1步骤处理后的冲压模具在真空炉中继续升温，加热温度为1020℃并保温15min；保温后冲压模具出炉并采用淬火油急冷；

(3)一次真空低温回火：将经S2步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

(4)深冷处理：将经S3步骤处理后的冲压模具置于冷处理罐内进行深冷处理；深冷温度为-180℃，冷处理保温时间为75min；保温后恢复室温；

(5)二次真空低温回火：将将经S4步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

其中，S1～S3、S5步骤中的惰性气体为高纯度氮气；在S1步骤前，对冲压模具表面进行脱脂处理，S2步骤中所述淬火油为PVP淬火液。

经过上升步骤热处理后，模具尺寸跳动0.01mm，模具表面硬度60HRC。

实施例二、

一种铝合金电容器壳体冲压模具热处理工艺，包括以下步骤：

(1)真空等温球化退火：将冲压模具置于极限真空度为4×10

(2)真空淬火：将经S1步骤处理后的冲压模具在真空炉中继续升温，加热温度为1030℃并保温15min；保温后冲压模具出炉并采用淬火油急冷；

(3)一次真空低温回火：将经S2步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

(4)深冷处理：将经S3步骤处理后的冲压模具置于冷处理罐内进行深冷处理；深冷温度为-188℃，冷处理保温时间为80min；保温后恢复室温；

(5)二次真空低温回火：将将经S4步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

其中，S1～S3、S5步骤中的惰性气体为高纯度氮气；在S1步骤前，对冲压模具表面进行脱脂处理，S2步骤中所述淬火油为PVP淬火液。

经过上升步骤热处理后，模具尺寸跳动0.008mm，模具表面硬度63HRC。

实施例三、

一种铝合金电容器壳体冲压模具热处理工艺，包括以下步骤：

(1)真空等温球化退火：将冲压模具置于极限真空度为4×10

(2)真空淬火：将经S1步骤处理后的冲压模具在真空炉中继续升温，加热温度为1049℃并保温15min；保温后冲压模具出炉并采用淬火油急冷；

(3)一次真空低温回火：将经S2步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

(4)深冷处理：将经S3步骤处理后的冲压模具置于冷处理罐内进行深冷处理；深冷温度为-195℃，冷处理保温时间为75min；保温后恢复室温；

(5)二次真空低温回火：将将经S4步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

其中，S1～S3、S5步骤中的惰性气体为高纯度氮气；在S1步骤前，对冲压模具表面进行脱脂处理，S2步骤中所述淬火油为PVP淬火液。

经过上升步骤热处理后，模具尺寸跳动0.006mm，模具表面硬度不低于65HRC。

对比实施例一、

(1)真空等温球化退火：将冲压模具置于极限真空度为4×10

(2)真空淬火：将经S1步骤处理后的冲压模具在真空炉中继续升温，加热温度为1019℃并保温15min；保温后冲压模具出炉并采用淬火油急冷；

(3)一次真空低温回火：将经S2步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

(4)深冷处理：将经S3步骤处理后的冲压模具置于冷处理罐内进行深冷处理；深冷温度为-179℃，冷处理保温时间为80min；保温后恢复室温；

(5)二次真空低温回火：将将经S4步骤处理后的冲压模具置于极限真空度为4×10

其中，S1～S3、S5步骤中的惰性气体为高纯度氮气；在S1步骤前，对冲压模具表面进行脱脂处理，S2步骤中所述淬火油为PVP淬火液。

经过上升步骤热处理后，模具尺寸跳动0.011mm，模具表面硬度59HRC。

以上所述的实施方式均为优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特性进行等同替换，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。