铝合金压铸厂常用的热处理技术汇总

铝合金压铸厂通过对模具钢表面的加热、冷却而改变表层力学性能。表面淬火是表面热处理的主要内容，其目的是获得高硬度的模具表面层和有利的内应力分布，以提高铝合金压铸模具的耐磨性能和抗疲劳性能。

对模具钢表面进行强化的金属热处理工艺。广泛用于既要求表层具有高的耐磨性、抗疲劳强度和较大的冲击载荷，又要求整体具有良好的塑性和韧性的铝合金压铸模具等。表面热处理分为表面淬火和化学热处理两大类。

表面淬火

通过不同的热源对模具配件进行快速加热，当铝合金压铸模具表层温度达到临界点以上（此时铝合金压铸模具心部温度处于临界点以下）时迅速予以冷却，这样铝合金压铸模具表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。为了达到只加热铝合金压铸模具表层的目的，要求所用热源具有较高的能量密度。根据加热方法不同，表面淬火可分为感应加热（高频、中频、工频）表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火等。铝合金压铸厂应用最多的一般为感应加热和火焰加热表面淬火。

化学热处理

将模具配件置于含有活性元素的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入铝合金压铸模具表层或形成某种化合物的覆盖层，以改变表层的组织和化学成分，从而使铝合金压铸模具的表面具有特殊的机械或物理化学性能。通常在进行化学渗的前后均需采用其他合适的热处理，以便最大限度地发挥渗层的潜力，并达到铝合金压铸模具心部与表层在组织结构、性能等的最佳配合。根据渗入元素的不同 ，化学热处理可分为渗碳 、渗氮、渗硼、渗硅、渗硫、渗铝、渗铬、渗锌、碳氮共渗、铝铬共渗等。

接触电阻加热淬火

通过电极将小于5伏的电压加到铝合金压铸模具上，在电极与铝合金压铸模具接触处流过很大的电流，并产生大量的电阻热，使铝合金压铸模具表面加热到淬火温度，然后把电极移去，热量即传入铝合金压铸模具内部而表面迅速冷却，即达到淬火目的。

这一方法的优点是设备简单，操作方便，易于自动化，铝合金压铸模具畸变极小，不需要回火，能显著提高铝合金压铸模具的耐磨性和抗擦伤能力，但淬硬层较薄（0.15～0.35mm）。显微组织和硬度均匀性较差。所以这种办法在铝合金压铸厂应用范围不广。

电解加热淬火

将模具配件置于酸、碱或盐类水溶液的电解液中，模具配件接阴极，电解槽接阳极。接通直流电后电解液被电解，在阳极上放出氧，在模具配件上放出氢。氢围绕模具配件形成气膜，成为一电阻体而产生热量，将模具配件表面迅速加热到淬火温度，然后断电，气膜立即消失，电解液即成为淬冷介质，使模具配件表面迅速冷却而淬硬。常用的电解液为含 5～18%碳酸钠的水溶液。电解加热方法简单，处理时间短，加热时间仅需5～10s，生产率高，淬冷畸变小，适合于铝合金压铸厂加工小的模具配件。

激光热处理

激光在热处理中的应用研究始于70年代初，随后即由试验室研究阶段进入生产应用阶段。当经过聚焦的高能量密度 (10W/cm)的激光照射铝合金压铸模具表面时，铝合金压铸模具表面在百分之几秒甚至千分之几秒内升高到淬火温度。由于照射点升温特别快，热量来不及传到周围的金属，因此在停止激光照射时，照射点周围的金属便起淬冷介质的作用而大量吸热，使照射点迅速冷却，得到极细的组织，具有很高的力学性能。如加热温度高至使金属表面熔化，则冷却后可以获得一层光滑的表面，这种操作称为上光。

激光加热也可用于局部合金化处理，即对铝合金压铸模具易磨损或需要耐热的部位先镀一层耐磨或耐热金属，或者涂覆一层含耐磨或耐热金属的涂料，然后用激光照射使其迅速熔化，形成耐磨或耐热合金层。在需要耐热的部位先镀上一层铬，然后用激光使之迅速熔化，形成硬的抗回火的含铬耐热表层，可以大大提高工件的使用寿命和耐热性。

电子束热处理

70年代开始研究和应用。早期用于薄钢带、钢丝的连续退火，能量密度最高可达10W/cm。电子束表面淬火除应在真空中进行外，其他特点与激光相同。当电子束轰击金属表面时，轰击点被迅速加热。电子束穿透材料的深度取决于加速电压和材料密度。

电子束在很短时间内轰击表面，表面温度迅速升高，而基体仍保持冷态。当电子束停止轰击时，热量迅速向冷基体金属传导，从而使加热表面自行淬火。为了有效地进行"自冷淬火"，整个模具配件的体积和淬火表层的体积之间至少要保持5∶1的比例。表面温度和淬透深度还与轰击时间有关。电子束热处理加热速度快，奥氏体化的时间仅零点几秒甚至更短，因而工件表面晶粒很细，硬度比一般热处理高，并具有良好的力学性能，提升铝合金压铸厂的效益。