模具热处理要点

HEATS

    硬度要求;塑料模具应有适中的硬度和良好的韧性,不同类型的模具要求不同的硬度,由于热固性塑料模具是在长期受热、受压下工作,因而要求在热处理后,具有足够的抗堆塌能力。  
    热处理工艺要点; 模具在热处理过程中,应特别注意保护型腔表面,防止表面氧化、侵蚀、脱碳或增碳。如果表面碳量过高,则会使残余奥氏体增多,难以或根本无法抛光。淬火冷却时,应采用较缓和的冷却介质,以免变形和淬裂。可采用延迟冷却淬火或热浴淬火或空冷。采用易切削预硬钢,可免除淬火而发生变形;采用马氏体时效钢或优质低合金时效钢,可使时效变形率控制在0.05％以内;在粗加工和精加工之间及在高精加工之前进行去应力处理,可清除因加工残余应力导致的变形;采用合理的热处理工艺,使模具钢获得稳定的组织,可避免因组织转变引起的变形;采用热胀系数小的钢材,可减小热胀冷缩引起的变形。 模具回火应充分,回火温度应高于工作温度,以免在工作时模具继续发生回火转变,因而在模腔表面出现组织应力。  
    模具热处理包括预备热处理;主要目的是为模具最终热处理做组织准备。热处理关键是加热温度的选择(保证碳化物充分浴解或合金元素充分固溶),冷即速度或等温温度的选择(保证所析出的碳化物均匀分布,能获得合适的切削硬度)如正火、高温回火、球化退火、调质处理等。 也包括最终热处理, 如淬火、回火、表面强化处理等。 
    Cr12MoV钢制造的录音机机芯冷冲模,常规热处理平均使用寿希10万次,采用调质和真空热处理,使模具寿命提高到25万次。  
    锻造工艺对模具寿命的影响;目前我国模块标准化程度很低,钢材规格也很少,用户需将所购进的圆钢改锻成所需的模具毛坯,因此,锻造的首要目的是钢材达到模具元坯的尺寸及规格,为后继加工做好准备。改锻的第二个目的是改善模具钢的组织和性能,如使大块碳化物破碎,获得均匀分布状态;改善模具金属纤维的方向性,使流线合理分布;消除或减轻冶金缺陷如焊合气孔、提高钢的致密度。从冶金厂购进的钢材首先要检验共晶碳化物的不均匀度,如果碳化物不均匀度级别大于3级,则钢材力学性能下降,如果未经充分改锻,则因组识不均匀而造成组织应力,热处理时易发生变形及开裂。因此,对这类钢材最好采取多次镦拨,以便尽量击碎碳化物和改善锻件金属纤维方向性。模具钢含碳量及合金元素均较高,导热性差,特别是高碳高合金钢锻造温度范围较窄,如操作不当极易锻裂。因此,模具钢要有严格合理的锻造工艺。首先,加热速度不能太快,加热要均匀,注意钢料在炉中的位置要选当,有时加热还要翻转棒料,以使其受热均匀。加热温度不能过高,要防止过热和过烧。锻打时要轻重掌握适度,打击力过大,变形量太大,易产生裂纹。停锻后的冷却速度也很重要,冷却过快也易开裂。因此,如果锻造工艺不合理,不仅达不到改善模具钢质量和捉高其性能的目的,甚至会造成锻造缺陷而恶化钢材质量。  
    某配件厂的冷冲模材质为Cr12 ,毛坯尺寸φ90mm ,共晶碳化物大于5级,不经改锻,由轧材直接车削加工,使用寿命仅数件至数十件,最高达3000件,均以崩刃、纵向开裂或碎裂而失效;后改用φ60mm棒料,经镦粗锻制成φ90mm,共晶碳化物为3-4级,分布也较均匀,制成模具后,使用寿命达8000件以上。 * m9 R' [( k$ q4 t- J