塑料模具的热处理工艺

不同类型的钢材用作塑料模具, 并且它们的化学成分和机械性能不同, 所以制造工艺路线不同; 相似地, 不同类型的塑料模具钢采用不同的热处理工艺. 本节主要介绍制造工艺路线和热处理工艺的特点。 塑料模具.

1. 热处理术语说明

1. 退火

(1) 概念: 将钢材加热到适当温度的热处理工艺, 保持一段时间, 然后慢慢冷却 (通常用炉子冷却).

(2) 目的:

1. 提高低钢的硬度以增加其塑性 (方便切割);
2. 细化谷物, 甚至钢的结构和成分;
3. 消除钢中的残余内应力，防止变形和开裂

(3) 分类: 完全退火; 球化退火; 应力消除退火

2. 归一化

(1) 概念: 将钢加热至Ac3或ACcm以上30～500C的工艺方法, 保持适当的时间, 并在空气中冷却.

(2) 目的: 和退火的目的基本一样, 但正火冷却速度略快于退火, 所以正火后得到的珠光体组织比较细, 强度和硬度高于退火钢.

正火生产周期比退火短，成本低，操作简单. 所以, 在可能的情况下首选标准化, 但退火应用于复杂的零件.

3. 淬火

(1) 概念: 将钢加热到Ac3或Ac1以上一定温度的热处理工艺, 持有一段时间, 然后以适当的速度冷却，得到马氏体或贝氏体组织.

(2) 目的: 为了获得马氏体, 提高钢的强度和硬度.

4. 回火

(1) 概念: 将淬火钢加热到Ac1点以下温度的热处理工艺, 举行一段时间, 然后冷却到室温.

(2) 目的:

1. 消除内应力;
2. 获得所需的机械性能 (提高钢的韧性, 适当调整钢材的强度和硬度);
3. 稳定的组织和规模

第二, 塑胶模具制造工艺路线

1. 低碳钢及低碳合金钢模具

例如, 工艺路线 20, 20铬, 20CrMnTi 和其他钢是: 下料→锻模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火, 回火→研磨抛光→组装.

2. 高合金渗碳钢模具

例如, 12CrNi3A和12CrNi4A钢的工艺路线是: 下料→锻压模坯→正火高温回火→机械粗加工→高温回火→精加工→渗碳→调质→研磨抛光→组装.

3. 调质钢模具

例如, 工艺路线 45, 40Cr 和其他钢是: 下料→锻模坯→退火→机械粗加工→回火回火→机械精加工→修整, 抛光→组装.

4. 碳素工具钢和合金工具钢模具

例如, T7A～T10A的工艺路线, 铬钨锰, 9碳化硅和其他钢是: 下料→锻成模坯→球化退火→机械粗加工→去应力退火→机械半精加工→机械精加工→淬火, 回火→研磨抛光→组装.

5. 预硬钢模具

例如, 5碳化硅, 3Cr2Mo (P20) 和其他钢材. 对于直接用棒料加工的那些, 由于供应状况，它们已被预硬化, 并可直接加工成型, 然后抛光和组装. 对于那些需要锻造成毛坯然后加工成型的, 工艺路线是: 下料→锻造→球化退火→刨或铣六面→预硬化处理 (34～42HRC)→机械粗加工→去应力退火→机械精加工→抛光→装配.

第三, 塑料模具的热处理特点

(1) 渗碳钢塑料模具的热处理特性

1. 用于高硬度塑料模具, 高耐磨性和高韧性要求, 制造应采用渗碳钢, 和渗碳, 淬火和低温回火是最终热处理.

2. 渗碳层要求, 一般渗碳层的厚度为 0.8 ~ 1.5mm, 压制含有硬填料的塑料时, 模具渗碳层厚度要求为 1.3 ~ 1.5mm, 压制软塑料时, 渗碳层厚度0.8～1.2mm. 渗碳层的碳含量优选为 0.7% 到 1.0%. 如果使用碳和氮共渗, 耐磨性, 耐腐蚀性能, 抗氧化和抗粘性能会更好.
3. 渗碳温度一般为900～920℃, 复杂型腔的小模具可进行840～860℃中温碳氮共渗. 渗碳保温时间5-10h, 应根据渗碳层厚度的要求选择. 渗碳工艺采用分级渗碳工艺, 那是, 高温阶段 (900～920℃) 主要是快速渗入零件表面; 中温阶段 (820～840℃) 主要是增加渗碳层的厚度. 在渗碳层中建立了均匀合理的碳浓度梯度分布, 便于直接淬火.

4. 渗碳后的淬火工艺因钢种而异. 渗碳后, 它可以单独使用: 再加热和淬火; 分级渗碳后直接淬火 (如合金渗碳钢); 中温碳氮共渗后直接淬火 (如工业用纯铁或低碳钢冷挤压成型的小型精密模具); 渗碳后空气淬火 (如高合金渗碳钢制成的大中型模具).

(2) 淬硬钢塑料模具的热处理

1. 适用于形状更复杂的模具, 热处理应在粗加工后进行精加工，以保证热处理时变形最小. 用于精密模具, 变形量应小于 0.05%.2. 塑料模具型腔的表面要求非常严格, 所以在淬火和加热过程中, 必须保证型腔表面不被氧化, 脱碳, 未腐蚀, 过热, 等等. 应在保护气氛炉或盐浴炉中严格脱氧后加热. 如果用普通箱式电阻炉加热, 模具型腔表面应涂上保护剂, 并且要控制升温速度. 冷却介质, 控制冷却速度避免变形, 淬火过程中开裂和报废. 一般来说, 热浴淬火更好, 也可采用预冷淬火.

3. 淬火后, 应该及时调和, 回火温度应高于模具的工作温度, 并且回火时间要足够. 长度取决于模具材料和截面尺寸, 但至少 40-60 分钟.

(3) 预硬钢塑料模具的热处理

1. 预硬钢以预硬状态供应, 并且一般不需要热处理, 但有时需要修改锻造, 修改锻造后的模具毛坯必须进行热处理.

2. 预硬钢的预热处理通常采用球化退火, 目的是消除锻造应力, 获得均匀的球形珠光体组织, 降低硬度, 增加可塑性, 提高模坯的切削性能或冷挤压成形性能.

预硬钢的预硬工艺简单, 大部分采用调质处理, 调质后得到回火索氏体组织. 高温回火温度范围广，可满足模具的各种工作硬度要求. 由于这种钢具有良好的淬透性, 油冷却, 淬火时可采用空冷或硝酸盐分级淬火.

(4) 时效硬化钢塑料模具的热处理

1. 时效硬化钢的热处理工艺分为两个基本步骤. 第一的, 进行固溶处理, 那是, 钢被加热到高温, 使各种合金元素溶解在奥氏体中, 奥氏体淬火获得马氏体组织. 第二步老化处理, 并通过时效强化达到最终要求的机械性能.

2. 固溶处理加热一般在盐浴炉或箱式炉中进行. 加热时间可分别为: 1最小/毫米, 2~2.5 分钟/毫米, 淬火采用油冷, 淬透性好的钢也可以空冷. 如果在锻造模坯时能准确控制终锻温度, 可在锻造后直接进行固溶淬火.

3. 时效处理最好在真空炉中进行. 如果在箱式炉中进行, 为了防止模具型腔表面被氧化, 必须在炉内引入保护气氛, 或氧化铝粉, 石墨粉, 或铸铁屑应在箱内使用. 在保护条件下老化. 包装保护加热应适当延长保温时间, 否则很难达到老化效果.

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