塑料模具的熱處理工藝

不同類型的鋼材用作塑料模具, 並且它們的化學成分和機械性能不同, 所以製造工藝路線不同; 相似地, 不同類型的塑料模具鋼採用不同的熱處理工藝. 本節主要介紹製造工藝路線和熱處理工藝的特點。 塑料模具.

1. 熱處理術語說明

1. 退火

(1) 概念: 將鋼材加熱到適當溫度的熱處理工藝, 保持一段時間, 然後慢慢冷卻 (通常用爐子冷卻).

(2) 目的:

1. 提高低鋼的硬度以增加其塑性 (以方便切割);
2. 細化顆粒, 甚至鋼材的結構和成分;
3. 消除鋼材殘餘內應力，防止變形、開裂

(3) 分類: 完全退火; 球化退火; 去應力退火

2. 正火化

(1) 概念: 將鋼加熱至Ac3或ACcm以上30～500℃的工藝方法, 持有適當的時間, 並在空氣中冷卻.

(2) 目的: 與退火的目的基本相同, 但正火冷卻速度略快於退火, 所以正火後得到的珠光體組織比較細, 強度和硬度高於退火鋼.

正火生產週期比退火短，成本低，操作簡單. 所以, 在可能的情況下首選標準化, 但退火應用於復雜的零件.

3. 淬火

(1) 概念: 將鋼加熱到Ac3或Ac1以上一定溫度的熱處理工藝, 持有一段時間, 然後以適當的速度冷卻，得到馬氏體或貝氏體組織.

(2) 目的: 為了獲得馬氏體, 提高鋼的強度和硬度.

4. 回火

(1) 概念: 將淬火鋼加熱到Ac1點以下溫度的熱處理工藝, 舉行一段時間, 然後冷卻到室溫.

(2) 目的:

1. 消除內應力;
2. 獲得所需的機械性能 (提高鋼的韌性, 適當調整鋼材的強度和硬度);
3. 穩定的組織和規模

第二, 塑膠模具製造工藝路線

1. 低碳鋼及低碳合金鋼模具

例如, 工藝路線 20, 20鉻, 20CrMnTi 和其他鋼是: 下料→鍛模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成型→再結晶退火→機械精加工→滲碳→淬火, 回火→研磨拋光→組裝.

2. 高合金滲碳鋼模具

例如, 12CrNi3A和12CrNi4A鋼的工藝路線為: 下料→鍛模毛坯→正火高溫回火→機械粗加工→高溫回火→精加工→滲碳→調質→研磨拋光→裝配.

3. 調質鋼模具

例如, 工藝路線 45, 40Cr 和其他鋼是: 下料→鍛模毛坯→退火→機械粗加工→回火及回火→機械精加工→修整, 拋光→組裝.

4. 碳素工具鋼和合金工具鋼模具

例如, T7A～T10A的工藝路線, 鉻鎢錳, 9碳化矽和其他鋼是: 下料→鍛成模坯→球化退火→機械粗加工→去應力退火→機械半精加工→機械精加工→淬火, 回火→研磨拋光→組裝.

5. 預硬鋼模具

例如, 5碳化矽, 3Cr2Mo (P20) 和其他鋼材. 對於直接用棒料加工的那些, 由於供應狀況，它們已被預硬化, 並可直接加工成型, 然後拋光和組裝. 對於那些需要鍛造成毛坯然後加工成型的, 工藝路線是: 下料→鍛造→球化退火→刨或銑六面→預硬化處理 (34～42HRC)→機械粗加工→去應力退火→機械精加工→拋光→裝配.

第三, 塑料模具的熱處理特點

(1) 滲碳鋼塑料模具的熱處理特性

1. 用於高硬度塑料模具, 高耐磨性和高韌性要求, 製造應採用滲碳鋼, 和滲碳, 淬火和低溫回火是最終熱處理.

2. 滲碳層要求, 一般滲碳層的厚度為 0.8 ~ 1.5mm, 壓制含有硬填料的塑料時, 模具滲碳層厚度要求為 1.3 ~ 1.5mm, 壓制軟塑料時, 滲碳層厚度0.8～1.2mm. 滲碳層的碳含量優選為 0.7% 到 1.0%. 如果使用碳和氮共滲, 耐磨性, 耐腐蝕性能, 抗氧化和抗粘性能會更好.
3. 滲碳溫度一般為900～920℃, 複雜型腔的小模具可進行840～860℃中溫碳氮共滲. 滲碳保溫時間5-10h, 應根據滲碳層厚度的要求選擇. 滲碳工藝採用分級滲碳工藝, 那是, 高溫階段 (900～920℃) 主要是快速滲入零件表面; 中溫階段 (820～840℃) 主要是增加滲碳層的厚度. 在滲碳層中建立了均勻合理的碳濃度梯度分佈, 便於直接淬火.

4. 滲碳後的淬火工藝因鋼種而異. 滲碳後, 它可以單獨使用: 再加熱和淬火; 分級滲碳後直接淬火 (如合金滲碳鋼); 中溫碳氮共滲後直接淬火 (如純鐵或低碳鋼冷擠壓成型的工業小型精密模具); 滲碳後空淬 (如高合金滲碳鋼製成的大中型模具).

(2) 淬硬鋼塑料模具的熱處理

1. 對於形狀較複雜的模具, 熱處理應先進行粗加工，再進行精加工，以保證熱處理時變形最小. 用於精密模具, 變形量應小於 0.05%.2. 塑料模具型腔的表面要求非常嚴格, 所以在淬火和加熱過程中, 必須保證型腔表面不被氧化, 脫碳, 未腐蝕, 過熱, 等等. 嚴格脫氧後應在保護氣氛爐或鹽浴爐中加熱. 如果用普通箱式電阻爐加熱, 模具型腔表面應塗保護劑, 並且要控制升溫速度. 冷卻介質, 控製冷卻速度避免變形, 淬火過程中開裂和報廢. 一般來說, 熱浴淬火更好, 也可採用預冷淬火.

3. 淬火後, 應該及時調和, 回火溫度應高於模具的工作溫度, 並且回火時間要足夠. 長度取決於模具材料和截面尺寸, 但至少 40-60 分鐘.

(3) 預硬鋼塑料模具的熱處理

1. 預硬鋼以預硬狀態供應, 並且一般不需要熱處理, 但有時需要修改鍛造, 修改鍛造後的模具毛坯必須進行熱處理.

2. 預硬鋼的預熱處理通常採用球化退火, 目的是消除鍛造應力, 獲得均勻的球形珠光體組織, 降低硬度, 增加可塑性, 提高模坯的切削性能或冷擠壓成形性能.

預硬鋼的預硬工藝簡單, 大部分採用調質處理, 調質後得到回火索氏體組織. 高溫回火溫度範圍廣，可滿足模具的各種工作硬度要求. 由於這種鋼的淬透性好, 油冷卻, 淬火時可採用空冷或硝酸鹽分級淬火.

(4) 時效硬化鋼塑料模具的熱處理

1. 時效硬化鋼的熱處理工藝分為兩個基本步驟. 第一的, 進行固溶處理, 那是, 鋼被加熱到高溫, 使各種合金元素溶解在奧氏體中, 奧氏體淬火獲得馬氏體組織. 第二步老化處理, 並通過時效強化達到最終要求的機械性能.

2. 固溶處理加熱一般在鹽浴爐或箱式爐中進行. 加熱時間可分別為: 1最小/毫米, 2~2.5 分鐘/毫米, 淬火採用油冷, 淬透性好的鋼也可以空冷. 如果在鍛造模坯時能準確控制終鍛溫度, 可在鍛造後直接進行固溶淬火.

3. 時效處理最好在真空爐中進行. 如果在箱式爐中進行, 為了防止模具型腔表面被氧化, 必須在爐內引入保護氣氛, 或氧化鋁粉, 石墨粉, 或鑄鐵屑應在箱內使用. 在保護條件下老化. 包裝保護加熱應適當延長保溫時間, 否則很難達到老化效果.

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