Processus de traitement thermique du moule en plastique

Différents types d'acier sont utilisés comme moules en plastique, et leur composition chimique et leurs propriétés mécaniques sont différentes, donc les itinéraires de processus de fabrication sont différents; de la même manière, différents types d'aciers pour moules en plastique utilisent différents procédés de traitement thermique. Cette section présente principalement la voie du processus de fabrication et les caractéristiques du processus de traitement thermique de la moule en plastique.

1. Explication des termes de traitement thermique

1. recuit

(1) Concept: Le processus de traitement thermique consistant à chauffer l'acier à une température appropriée, le garder pendant un certain temps, puis refroidissement lent (refroidissement généralement avec le four).

(2) Objectif:

1. Augmenter la dureté de l'acier bas pour augmenter sa plasticité (pour faciliter la coupe);
2. Affiner les grains, et même la structure et la composition de l'acier;
3. Élimine les contraintes internes résiduelles dans l'acier et empêche la déformation et la fissuration

(3) Classification: recuit complet; recuit de sphéroïdisation; recuit anti-stress

2. Normaliser

(1) Concept: La méthode de processus de chauffage de l'acier à 30～500C au-dessus de Ac3 ou ACcm, le tenir pendant un temps approprié, et le refroidir à l'air.

(2) Objectif: C'est fondamentalement le même que le but du recuit, mais la vitesse de refroidissement de normalisation est légèrement plus rapide que le recuit, donc la structure de perlite obtenue après normalisation est relativement fine, et la résistance et la dureté sont supérieures à celles de l'acier recuit.

La normalisation a un cycle de production plus court que le recuit et a un faible coût et une opération facile. Par conséquent, la normalisation est préférable lorsque cela est possible, mais le recuit doit être utilisé pour les pièces complexes.

3. Trempe

(1) Concept: Le processus de traitement thermique consistant à chauffer l'acier à une certaine température au-dessus de Ac3 ou Ac1, le garder pendant un certain temps, puis refroidissement à une vitesse appropriée pour obtenir une structure martensite ou bainitique.

(2) Objectif: Pour obtenir de la martensite, améliorer la résistance et la dureté de l'acier.

4. Trempe

(1) Concept: un processus de traitement thermique dans lequel l'acier trempé est chauffé à une température inférieure au point Ac1, détenu pendant un certain temps, puis refroidi à température ambiante.

(2) Objectif:

1. Élimine le stress interne;
2. Obtenir les propriétés mécaniques requises (améliorer la ténacité de l'acier, ajuster de manière appropriée la résistance et la dureté de l'acier);
3. Organisation et taille stables

Deuxième, la voie du processus de fabrication des moules en plastique

1. Moules en acier à faible teneur en carbone et en acier allié à faible teneur en carbone

Par exemple, l'itinéraire du processus de 20, 20Cr, 20CrMnTi et d'autres aciers est: découpage → ébauche de matrice de forgeage → recuit → usinage d'ébauche mécanique → formage par extrusion à froid → recuit de recristallisation → finition mécanique → cémentation → trempe, revenu→meulage et polissage →Assembler.

2. Moule en acier cémenté fortement allié

Par exemple, la voie de traitement de l'acier 12CrNi3A et 12CrNi4A est: découpage → ébauche de matrice de forge → normalisation et trempe à haute température → usinage d'ébauche mécanique → trempe à haute température → finition → cémentation → trempe et revenu → meulage et polissage → assemblage.

3. Moule en acier trempé et revenu

Par exemple, l'itinéraire du processus de 45, 40Cr et autres aciers est: découpage → forgeage ébauche → recuit → usinage d'ébauche mécanique → revenu et revenu → finition mécanique → dressage, polissage→assemblage.

4. Moules en acier à outils au carbone et en acier à outils allié

Par exemple, l'itinéraire de processus de T7A～T10A, CrWMn, 9SiCr et d'autres aciers est: découpage → forgeage en ébauches de matrice → recuit de sphéroïdisation → usinage d'ébauche mécanique → recuit de détente → semi-finition mécanique → finition mécanique → trempe, trempe→meulage Polissage → assemblage.

5. Moule en acier pré-durci

Par exemple, 5NiSiCa, 3Cr2Mo (P20) et autres aciers. Pour ceux directement traités avec des stocks de barres, ils ont été pré-durcis en raison de l'état d'approvisionnement, et peut être directement traité et formé, puis poli et assemblé. Pour ceux qui doivent être forgés en ébauches puis transformés en formage, l'itinéraire du processus est: découpage → forgeage → recuit de sphéroïdisation → rabotage ou fraisage six faces → traitement de pré-durcissement (34～42HRC)→ ébauche mécanique → recuit de détente → finition mécanique → polissage → assemblage.

Troisième, les caractéristiques de traitement thermique des moules en plastique

(1) Caractéristiques de traitement thermique du moule en plastique en acier cémenté

1. Pour moules en plastique à haute dureté, haute résistance à l'usure et exigences de ténacité élevées, l'acier cémenté doit être utilisé pour la fabrication, et carburation, la trempe et le revenu à basse température sont les traitements thermiques finaux.

2. Exigences pour la couche cémentée, généralement l'épaisseur de la couche cémentée est 0.8 ~ 1,5 mm, lors du pressage de plastiques contenant des charges dures, l'épaisseur de la couche cémentée du moule doit être 1.3 ~ 1,5 mm, lors du pressage de plastiques souples, la couche carburée L'épaisseur est de 0.8～1.2mm. La teneur en carbone de la couche cémentée est de préférence 0.7% à 1.0%. Si la co-infiltration de carbone et d'azote est utilisée, la résistance à l'usure, résistance à la corrosion, la résistance à l'oxydation et les propriétés anti-adhésives seront meilleures.
3. La température de carburation est généralement 900～920℃, et les petits moules avec des cavités complexes peuvent supporter une carbonitruration à température moyenne de 840～860℃. Le temps de conservation de la chaleur de cémentation est de 5 à 10h, qui doit être sélectionné en fonction des exigences d'épaisseur de la couche cémentée. Le processus de cémentation adopte un processus de cémentation hiérarchique, C'est, l'étage à haute température (900920℃) est principalement d'infiltrer rapidement la surface de la pièce; l'étape de température moyenne (820840℃) est principalement d'augmenter l'épaisseur de la couche cémentée. Une distribution de gradient de concentration en carbone uniforme et raisonnable est établie dans la couche cémentée, ce qui est pratique pour la trempe directe.

4. Le processus de trempe après cémentation est différent selon le type d'acier. Après carburation, il peut être utilisé séparément: réchauffage et trempe; trempe directe après cémentation calibrée (tels que l'acier allié cémenté); trempe directe après carbonitruration à moyenne température (tels que les petits moules de précision industriels formés par extrusion à froid de fer pur ou d'acier à faible teneur en carbone); trempe à l'air après cémentation (tels que les moules de grandes et moyennes dimensions en acier cémenté fortement allié).

(2) Traitement thermique du moule en plastique en acier trempé

1. Pour les moules aux formes plus complexes, le traitement thermique doit être effectué après l'usinage d'ébauche, puis l'usinage de finition pour assurer la plus petite déformation pendant le traitement thermique. Pour moules de précision, la déformation doit être inférieure à 0.05%.2. Les exigences de surface de la cavité du moule en plastique sont très strictes, ainsi pendant le processus de trempe et de chauffage, il faut s'assurer que la surface de la cavité n'est pas oxydée, décarburé, non corrodé, surchauffé, etc.. Il doit être chauffé dans un four à atmosphère protectrice ou dans un four à bain de sel après désoxydation stricte. Si un four à résistance de type boîte commun est utilisé pour le chauffage, un agent protecteur doit être appliqué sur la surface de la cavité du moule, et le taux de chauffage doit être contrôlé. Milieu de refroidissement, contrôler la vitesse de refroidissement pour éviter la déformation, fissuration et grattage pendant le processus de trempe. En général, la trempe au bain chaud est meilleure, et la trempe de pré-refroidissement peuvent également être utilisées.

3. Après la trempe, il faut tempérer avec le temps, la température de revenu doit être supérieure à la température de travail du moule, et le temps de trempe doit être suffisant. La longueur dépend du matériau du moule et de la taille de la section, mais au moins 40-60min.

(3) Traitement thermique du moule en plastique en acier pré-durci

1. L'acier pré-durci est fourni dans un état pré-durci, et ne nécessite généralement pas de traitement thermique, mais parfois il faut le modifier en forgeant, et l'ébauche de matrice après forgeage modifié doit être traitée thermiquement.

2. Le traitement de préchauffage de l'acier pré-durci adopte généralement un recuit de sphéroïdisation, le but est d'éliminer le stress de forgeage, obtenir une structure de perlite sphérique uniforme, réduire la dureté, augmenter la plasticité, et améliorer les performances de coupe ou les performances de formage par extrusion à froid de l'ébauche de matrice.

Le processus de pré-durcissement de l'acier pré-durci est simple, dont la plupart adoptent un traitement de trempe et de revenu, et la structure de sorbite trempée est obtenue après trempe et revenu. La trempe à haute température a une large plage de température qui peut répondre aux diverses exigences de dureté de travail du moule. En raison de la bonne trempabilité de ce type d'acier, refroidissement d'huile, le refroidissement à l'air ou la trempe graduée aux sels de nitrate peut être utilisé pendant la trempe.

(4) Traitement thermique du moule en plastique en acier durcissant au vieillissement

1. Le processus de traitement thermique de l'acier durcissant par vieillissement est divisé en deux étapes de base. Première, le traitement de la solution est effectué, C'est, l'acier est chauffé à haute température, de sorte que divers éléments d'alliage soient dissous dans l'austénite, et l'austénite est trempée pour obtenir la structure martensitique. La deuxième étape est le traitement du vieillissement, et le vieillissement est utilisé pour renforcer les propriétés mécaniques qui répondent aux exigences finales.

2. Le chauffage de la mise en solution est généralement réalisé dans un four à bain de sel ou un four à caisson. Le temps de chauffage peut être respectivement: 1min/mm, 2~2.5min/mm, la trempe adopte le refroidissement à l'huile, et l'acier avec une bonne trempabilité peut également être refroidi à l'air. Si la température de forgeage finale peut être contrôlée avec précision lors du forgeage de l'ébauche de matrice, la trempe en solution peut être effectuée directement après le forgeage.

3. Le traitement de vieillissement est mieux effectué dans un four sous vide. Si elle est réalisée dans un four à caisson, afin d'éviter l'oxydation de la surface de la cavité du moule, une atmosphère protectrice doit être introduite dans le four, ou poudre d'oxyde d'aluminium, poudre de graphite, ou des chutes de fonte doivent être utilisées dans la boîte. Vieillir dans des conditions de protection. Le chauffage de protection de l'emballage devrait prolonger de manière appropriée le temps de conservation de la chaleur, sinon il sera difficile d'obtenir l'effet de vieillissement.

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