塑料模具零件的熱處理工藝
newmaker
選用不同品種鋼材作塑料模具，其化學成分和力學效能各不相同，因此製造工藝路線不同；同樣，不同型別塑料模具鋼採用的熱處理工藝也是不同的。本節主要介紹塑料模具的製造工藝路線和熱處理工藝的特點。
一、塑料模具的製造工藝路線
１.低碳鋼及低碳合金鋼制模具
例如，20，20cr，20crmnti等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成形→再結晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
2.高合金滲碳鋼製模具
例如12crni3a，12crni4a鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→正火併高溫回火→機械粗加工→高溫回火→精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
3.調質鋼製模具
例如，45，40cr等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→調質→機械精加工→修整、拋光→裝配。
4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具
例如t7a～t10a，crwmn，9sicr等鋼的工藝路線為：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→裝配。
5.預硬鋼製模具
例如5nisica，3cr2mo（p20）等鋼。對於直接使用棒料加工的，因供貨狀態已進行了預硬化處理，可直接加工成形後拋光、裝配。對於要改鍛成坯料後再加工成形的，其工藝路線
為：下料→改鍛→球化退火→刨或銑六面→預硬處理（34～42hrc）→機械粗加工→去應力退火→機械精加工→拋光→裝配。
二、塑料模具的熱處理特點
（一）滲碳鋼塑料模的熱處理特點
1.對於有高硬度、高耐磨性和高韌性要求的塑料模具，要選用滲碳鋼來製造，並把滲碳、淬火和低溫回火作為最終熱處理。
2.對滲碳層的要求，一般滲碳層的厚度為0.8～1.
5mm，當壓制含硬質填料的塑料時模具滲碳層厚度要求為1.3～1.5mm，壓制軟性塑料時滲碳層厚度為0.
8～1.2mm。滲碳層的含碳量為0.
7%～1.0%為佳。若採用碳、氮共滲，則耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化、防粘性就更好。
3.滲碳溫度一般在900～920℃，複雜型腔的小型模具可取840～860℃中溫碳氮共滲。滲碳保溫時間為5～10h，具體應根據對滲層厚度的要求來選擇。
滲碳工藝以採用分級滲碳工藝為宜，即高溫階段（900～920℃）以快速將碳滲入零件表層為主；中溫階段（820～840℃）以增加滲碳層厚度為主，這樣在滲碳層內建立均勻合理的碳濃度梯度分布，便於直接淬火。
4.滲碳後的淬火工藝按鋼種不同，滲碳後可分別採用：重新加熱淬火；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（如用工業純鐵或低碳鋼冷擠壓成形的小型精密模具）；滲碳後空冷淬火（如高合金滲碳鋼製造的大、中型模具）。
（二）淬硬鋼塑料模的熱處理
1.形狀比較複雜的模具，在粗加工以後即進行熱處理，然後進行精加工，才能保證熱處理時變形最小，對於精密模具，變形應小於0.05%。
2.塑料模型腔表面要求十分嚴格，因此在淬火加熱過程中要確保型腔表面不氧化、不脫碳、不侵蝕、不過熱等。應在保護氣氛爐中或在嚴格脫氧後的鹽浴爐中加熱，若採用普通箱式電阻爐加熱，應在模腔面上塗保護劑，同時要控制加熱速度，冷卻時應選擇比較緩和的冷卻介質，控制冷卻速度，以避免在淬火過程中產生變形、開裂而報廢。
一般以熱浴淬火為佳，也可採用預冷淬火的方式。
3.淬火後應及時回火，回火溫度要高於模具的工作溫度，回火時間應充分，長短視模具材料和斷面尺寸而定，但至少要在40～60min以上。
（三）預硬鋼塑料模的熱處理
1.預硬鋼是以預硬態供貨的，一般不需熱處理，但有時需進行改鍛，改鍛後的模坯必須進行熱處理。
2.預硬鋼的預先熱處理通常採用球化退火，目的是消除鍛造應力，獲得均勻的球狀珠光體組織，降低硬度，提高塑性，改善模坯的切削加工效能或冷擠壓成形效能。
3.預硬鋼的預硬處理工藝簡單，多數採用調質處理，調質後獲得回火索氏體組織。高溫回火的溫度範圍很寬能夠滿足模具的各種工作硬度要求。
由於這類鋼淬透性良好，淬火時可採用油冷、空冷或硝鹽分級淬火。表3-27為部分預硬鋼的預硬處理工藝，供參考。
表3-27部分預硬鋼的預硬處理工藝
鋼號3cr2mo5nisca
加熱溫度/℃冷卻方式830～840880～930
油冷或160～180℃硝鹽分級油冷油或空冷油冷或硝鹽分級油冷
回火溫度/℃預硬硬度hrc580～650550～680550～620550～650620～660
28～3630～4542～4835～4136～42
8cr2mnwmovs860～900p4410sm1
830～860830～850
（四）時效硬化鋼塑料模的熱處理
1.時效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。首先進行固溶處理，即把鋼加熱到高溫，使各種合金元素溶入奧氏體中，完成奧氏體後淬火獲得馬氏體組織。
第二步進行時效處理，利用時效強化達到最後要求的力學效能。
2.固溶處理加熱一般在鹽浴爐、箱式爐中進行，加熱時間分別可取：1min/mm、2～2.
5min/mm，淬火採用油冷，淬透性好的鋼種也可空冷。如果鍛造模坯時能準確控制終鍛溫度，鍛造後可直接進行固溶淬火。
3.時效處理最好在真空爐中進行，若在箱式爐中進行，為防模腔表面氧化，爐內須通入保護
氣氛，或者用氧化鋁粉、石墨粉、鑄鐵屑，在裝箱保護條件下進行時效。裝箱保護加熱要適當延長保溫時間，否則難以達到時效效果。部分時效硬化型塑料模具鋼的熱處理規範可參照表3-28。
表3-28部分時效硬化鋼的熱處理規範
鋼號06ni6crmovtialpms25crni3moalsm2pcr
時效處理工藝
510～530℃×（6～8）h510～530℃×（3～5）h520～540℃×（6～8）h510℃×10h460～480℃×4h
時效硬度hrc43～4841～4339～4239～4042～44
三、塑料模的表面處理
為了提高塑料模表面耐磨性和耐蝕性，常對其進行適當的表面處理。
1.塑料模鍍鉻是一種應用最多的表面處理方法，鍍鉻層在大氣中具有強烈的鈍化能力，能長久保持金屬光澤，在多種酸性介質中均不發生化學反應。鍍層硬度達1000hv，因而具有優良的耐磨性。
鍍鉻層還具有較高的耐熱性，在空氣中加熱到500℃時其外觀和硬度仍無明顯變化。
2.滲氮具有處理溫度低（一般為550～570℃），模具變形甚微和滲層硬度高（可達1000～1200hv）等優點，因而也非常適合塑料模的表面處理。含有鉻、鉬、鋁、釩和鈦等合金元素的鋼種比碳鋼有更好的滲氮效能，用作塑料模時進行滲氮處理可大大提高耐磨性。
適於塑料模的表面處理方法還有：氮碳共滲、化學鍍鎳、離子鍍氮化鈦、碳化鈦或碳氮化鈦，pvd、cvd法沉積硬質膜或超硬膜等。
模具熱處理培訓
模具一般分為冷作模具和熱作模具兩大類 一 冷作模具 1 1 冷作模具的定義 一般指在室溫下工作，模具主要承受剪下 沖壓，例如我們現在熱處理的拓碼熱處理廠的鎖片，這類產品就是板料被衝裁下來的，模具安裝在衝床上，陰模在下，陽模在上，利用衝擊力把板料衝裁掉，還比如不鏽鋼飯盆，臉盆等等都是材料在冷作模具的使...
模具材質熱處理
熱處理基本概念介紹篇 一 熱處理 鋼的熱處理就是將鋼在固態下施以不同的加熱 保溫和冷卻，以改變其內部組織結構，獲得所需效能的一種加工工藝。在大多數熱處理工藝中，鋼加熱的目的主要是獲得奧氏體組織，因此習慣上把鋼從室溫組織加熱到奧氏體狀態的過程稱為鋼的奧氏體化。其最基本的型別根據加熱和冷卻方法不同，可分...
模具熱處理方案評估
前期我部門有將個別機種模具下模板做熱處理加工，機種料號如下 dy07 006 01 180料帶間片模 備料 熱處理30 線割 組立 624 060 00 300料帶間片模 45k位 備料 線割 組立 熱處理30 644 095 096 00 300導光膜機構模 備料 線割 組立 熱處理30 模具經過...