Processo de tratamento térmico de molde de plástico

Diferentes tipos de aço são usados ​​como moldes de plástico, e sua composição química e propriedades mecânicas são diferentes, então as rotas do processo de fabricação são diferentes; similarmente, diferentes tipos de aços moldados de plástico usam diferentes processos de tratamento térmico. Esta seção apresenta principalmente a rota do processo de fabricação e as características do processo de tratamento térmico do molde de plástico.

1. Explicação dos termos de tratamento térmico

1. anelamento

(1) Conceito: O processo de tratamento térmico de aquecimento do aço a uma temperatura adequada, mantê-lo por um certo período de tempo, e então resfriando lentamente (normalmente resfriando com a fornalha).

(2) Propósito:

1. Aumentar a dureza do aço baixo para aumentar sua plasticidade (para facilitar o corte);
2. Refine os grãos, e até mesmo a estrutura e composição do aço;
3. Elimine a tensão interna residual no aço e evite deformação e rachaduras

(3) Classificação: recozimento completo; recozimento de esferoidização; recozimento de alívio de estresse

2. Normalizando

(1) Conceito: O método do processo de aquecimento do aço a 30 ～ 500C acima de Ac3 ou ACcm, segurando por um tempo apropriado, e resfriando ao ar.

(2) Propósito: É basicamente o mesmo que o propósito de recozimento, mas a taxa de resfriamento de normalização é ligeiramente mais rápida do que o recozimento, então a estrutura perlita obtida após a normalização é relativamente fina, e a resistência e dureza são maiores do que a do aço recozido.

A normalização tem um ciclo de produção mais curto do que o recozimento e tem baixo custo e fácil operação. Portanto, normalizar é preferível quando possível, mas o recozimento deve ser usado para peças complexas.

3. Têmpera

(1) Conceito: O processo de tratamento térmico de aquecimento do aço a uma determinada temperatura acima de Ac3 ou Ac1, segurando por um certo período de tempo, e, em seguida, resfriar a uma velocidade adequada para obter a estrutura de martensita ou bainita.

(2) Propósito: A fim de obter martensita, melhorar a resistência e dureza do aço.

4. Temperamento

(1) Conceito: um processo de tratamento térmico em que o aço temperado é aquecido a uma temperatura abaixo do ponto Ac1, retido por um certo período de tempo, e, em seguida, resfriado à temperatura ambiente.

(2) Propósito:

1. Elimine o estresse interno;
2. Obtenha as propriedades mecânicas necessárias (melhorar a tenacidade do aço, ajustar adequadamente a resistência e dureza do aço);
3. Organização e tamanho estáveis

Segundo, a rota do processo de fabricação de moldes de plástico

1. Moldes de aço de baixo carbono e liga de aço de baixo carbono

Por exemplo, a rota do processo de 20, 20Cr, 20CrMnTi e outros aços são: cunhagem → peça bruta de forjamento → recozimento → usinagem de desbaste mecânico → conformação por extrusão a frio → recozimento de recristalização → acabamento mecânico → cementação → têmpera, revenido → esmerilhamento e polimento → Montagem.

2. Molde de aço cementado de alta liga

Por exemplo, a rota de processo do aço 12CrNi3A e 12CrNi4A é: cunhagem → peça bruta de forjamento → normalização e têmpera de alta temperatura → usinagem de desbaste mecânico → têmpera de alta temperatura → acabamento → cementação → têmpera e têmpera → retificação e polimento → montagem.

3. Molde de aço temperado e temperado

Por exemplo, a rota do processo de 45, 40Cr e outros aços são: cunhagem → peça bruta de forjamento → recozimento → usinagem de desbaste mecânico → revenido e revenido → acabamento mecânico → curativo, polimento → montagem.

4. Moldes de aço para ferramentas de carbono e liga de aço para ferramentas

Por exemplo, a rota do processo de T7A ～ T10A, CrWMn, 9SiCr e outros aços são: estampagem → forjamento em matrizes → recozimento de esferoidização → usinagem de desbaste mecânico → recozimento de alívio de tensão → semiacabamento mecânico → acabamento mecânico → têmpera, revenido → moagem Polimento → montagem.

5. Molde de aço pré-endurecido

Por exemplo, 5NiSiCa, 3Cr2Mo (P20) e outros aços. Para aqueles diretamente processados ​​com estoques de barra, eles foram pré-endurecidos devido ao status do fornecimento, e pode ser diretamente processado e formado, então polido e montado. Para aqueles que precisam ser forjados em espaços em branco e, em seguida, processados ​​para formar, a rota do processo é: estampagem → forjamento → recozimento de esferoidização → aplainamento ou fresamento de seis lados → tratamento de pré-endurecimento (34～ 42HRC)→ desbaste mecânico → recozimento de alívio de tensão → Acabamento mecânico → polimento → montagem.

Terceiro, as características de tratamento térmico de moldes de plástico

(1) Características do tratamento térmico do molde plástico de aço cementado

1. Para moldes de plástico com alta dureza, alta resistência ao desgaste e requisitos de alta tenacidade, aço cementado deve ser usado para a fabricação, e cementação, têmpera e revenido a baixa temperatura são os tratamentos térmicos finais.

2. Requisitos para a camada cementada, geralmente a espessura da camada cementada é 0.8 ~ 1,5 mm, ao pressionar plásticos contendo enchimentos duros, a espessura da camada cementada do molde deve ser 1.3 ~ 1,5 mm, ao pressionar plásticos macios, a camada cementada A espessura é 0,8 ～ 1,2 mm. O teor de carbono da camada cementada é de preferência 0.7% para 1.0%. Se a co-infiltração de carbono e nitrogênio for usada, a resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência à oxidação e propriedades anti-aderentes serão melhores.
3. A temperatura de cementação é geralmente 900 ～ 920 ℃, e moldes pequenos com cavidades complexas podem levar 840 ～ 860 ℃ carbonitretação em temperatura média. O tempo de preservação do calor de cementação é de 5-10h, que deve ser selecionado de acordo com os requisitos para a espessura da camada cementada. O processo de cementação adota processo de cementação hierárquico, isso é, o estágio de alta temperatura (900～ 920 ℃) é principalmente para se infiltrar rapidamente na superfície da peça; o estágio de temperatura média (820～ 840 ℃) é principalmente para aumentar a espessura da camada cementada. Uma distribuição de gradiente de concentração de carbono uniforme e razoável é estabelecida na camada cementada, o que é conveniente para têmpera direta.

4. O processo de têmpera após a cementação é diferente de acordo com o tipo de aço. Após a cementação, pode ser usado separadamente: reaquecimento e têmpera; têmpera direta após cementação graduada (como liga de aço carburizado); têmpera direta após carbonitretação em temperatura média (como pequenos moldes de precisão industriais formados por extrusão a frio de ferro puro ou aço de baixo carbono); têmpera de ar após a cementação (como moldes grandes e médios feitos de aço cementado de alta liga).

(2) Tratamento térmico de molde de plástico de aço endurecido

1. Para moldes com formas mais complexas, o tratamento térmico deve ser realizado após a usinagem de desbaste e, em seguida, terminar a usinagem para garantir a menor deformação durante o tratamento térmico. Para moldes de precisão, a deformação deve ser menor que 0.05%.2. Os requisitos de superfície da cavidade do molde de plástico são muito restritos, então, durante o processo de têmpera e aquecimento, é necessário garantir que a superfície da cavidade não seja oxidada, descarburado, não corroído, superaquecido, etc. Deve ser aquecido em uma fornalha de atmosfera protetora ou em uma fornalha de banho de sal após desoxidação estrita. Se um forno de resistência do tipo caixa comum for usado para aquecimento, um agente protetor deve ser aplicado à superfície da cavidade do molde, e a taxa de aquecimento deve ser controlada. Meio de resfriamento, controlar a taxa de resfriamento para evitar deformação, rachadura e sucateamento durante o processo de têmpera. Geralmente, resfriar o banho quente é melhor, e a têmpera de pré-resfriamento também pode ser usada.

3. Após a têmpera, deve ser temperado com o tempo, a temperatura de revenimento deve ser superior à temperatura de trabalho do molde, e o tempo de têmpera deve ser suficiente. O comprimento depende do material do molde e do tamanho da seção, mas pelo menos 40-60min.

(3) Tratamento térmico de molde plástico de aço pré-endurecido

1. O aço pré-endurecido é fornecido em estado pré-endurecido, e geralmente não requer tratamento térmico, mas às vezes precisa ser modificado para forjar, e o molde em branco após o forjamento modificado deve ser tratado termicamente.

2. O pré-tratamento térmico de aço pré-endurecido geralmente adota recozimento esferoidizante, o objetivo é eliminar o estresse de forjamento, obter estrutura de perlita esférica uniforme, reduzir a dureza, aumentar a plasticidade, e melhorar o desempenho de corte ou desempenho de formação de extrusão a frio da matriz.

O processo de pré-endurecimento do aço pré-endurecido é simples, a maioria dos quais adota tratamento de têmpera e têmpera, e a estrutura de sorbita temperada é obtida após têmpera e têmpera. O revenimento de alta temperatura tem uma ampla faixa de temperatura que pode atender aos vários requisitos de dureza de trabalho do molde. Devido à boa temperabilidade deste tipo de aço, resfriamento de óleo, resfriamento de ar ou têmpera graduada de sal de nitrato podem ser usados ​​durante a têmpera.

(4) Tratamento térmico de molde de plástico de aço endurecido pelo envelhecimento

1. O processo de tratamento térmico do aço endurecido por envelhecimento é dividido em duas etapas básicas. Primeiro, o tratamento da solução é realizado, isso é, o aço é aquecido a alta temperatura, de modo que vários elementos de liga são dissolvidos na austenita, e a austenita é temperada para obter a estrutura de martensita. A segunda etapa é o tratamento do envelhecimento, e o envelhecimento é usado para fortalecer as propriedades mecânicas que atendem aos requisitos finais.

2. O aquecimento do tratamento da solução é geralmente realizado em um forno de banho de sal ou um forno de caixa. O tempo de aquecimento pode ser respectivamente: 1min / mm, 2~ 2,5min / mm, têmpera adota resfriamento de óleo, e aço com boa temperabilidade também pode ser resfriado a ar. Se a temperatura final de forjamento pode ser controlada com precisão ao forjar o molde em branco, a têmpera da solução pode ser realizada diretamente após o forjamento.

3. O tratamento de envelhecimento é melhor realizado em um forno a vácuo. Se for realizado em um forno de caixa, a fim de evitar que a superfície da cavidade do molde seja oxidada, uma atmosfera protetora deve ser introduzida no forno, ou óxido de alumínio em pó, pó de grafite, ou restos de ferro fundido devem ser usados ​​na caixa. Envelhecimento em condições de proteção. O aquecimento da proteção da embalagem deve estender adequadamente o tempo de preservação do calor, caso contrário, será difícil alcançar o efeito do envelhecimento.

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