東莞不銹鋼焊管機(jī) 模具零件的熱處理工藝

1、.資料來源：郴州三科不銹鋼有限公司，其化學(xué)成分和力學(xué)性能各不相同，因此制造工藝路線不同；同樣，不同類型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的。本節(jié)主要介紹塑料模具的制造工藝路線和熱處理工藝的特點(diǎn)。 一、塑料模具的制造工藝路線 .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(jī)械粗加工冷擠壓成形再結(jié)晶退火機(jī)械精加工滲碳淬火、回火研磨拋光裝配。 2.高合金滲碳鋼制模具 例如12CrNi3A，12CrNi4A鋼的工藝路線為：下料鍛造模坯正火并高溫回火機(jī)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(diào)質(zhì)鋼制模具 例如，45，40Cr等鋼的工藝

2、路線為：下料鍛造模坯退火機(jī)械粗加工調(diào)質(zhì)機(jī)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T7AT10A，CrWMn，9SiCr等鋼的工藝路線為：下料鍛成模坯球化退火機(jī)械粗加工去應(yīng)力退火機(jī)械半精加工機(jī)械精加工淬火、回火研磨拋光裝配。 5.預(yù)硬鋼制模具 例如5NiSiCa，3Cr2Mo（P20）等鋼。對(duì)于直接使用棒料加工的，因供貨狀態(tài)已進(jìn)行了預(yù)硬化處理，可直接加工成形后拋光、裝配。對(duì)于要改鍛成坯料后再加工成形的，其工藝路線為：下料改鍛球化退火刨或銑六面預(yù)硬處理（3442HRC）機(jī)械粗加工去應(yīng)力退火機(jī)械精加工拋光裝配。 二、塑料模具的熱處理特點(diǎn) （一）滲碳鋼塑料模的熱處理特點(diǎn) 1.對(duì)

3、于有高硬度、高耐磨性和高韌性要求的塑料模具，要選用滲碳鋼來制造，并把滲碳、淬火和低溫回火作為最終熱處理。 2.對(duì)滲碳層的要求，一般滲碳層的厚度為0.81.5mm，當(dāng)壓制含硬質(zhì)填料的塑料時(shí)模具滲碳層厚度要求為1.31.5mm，壓制軟性塑料時(shí)滲碳層厚度為0.81.2mm。滲碳層的含碳量為0.7%1.0%為佳。若采用碳、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900920，復(fù)雜型腔的小型模具可取840860中溫碳氮共滲。滲碳保溫時(shí)間為510h，具體應(yīng)根據(jù)對(duì)滲層厚度的要求來選擇。滲碳工藝以采用分級(jí)滲碳工藝為宜，即高溫階段（900920）以快速將碳滲入零件表層為主；中溫階段

4、（820840）以增加滲碳層厚度為主，這樣在滲碳層內(nèi)建立均勻合理的碳濃度梯度分布，便于直接淬火。 4.滲碳后的淬火工藝按鋼種不同，滲碳后可分別采用：重新加熱淬火；分級(jí)滲碳后直接淬火（如合金滲碳鋼）；中溫碳氮共滲后直接淬火（如用工業(yè)純鐵或低碳鋼冷擠壓成形的小型精密模具）；滲碳后空冷淬火（如高合金滲碳鋼制造的大、中型模具）。 （二）淬硬鋼塑料模的熱處理 1.形狀比較復(fù)雜的模具，在粗加工以后即進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行精加工，才能保證熱處理時(shí)變形最小，對(duì)于精密模具，變形應(yīng)小于0.05%。 2.塑料模型腔表面要求十分嚴(yán)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(yīng)在保護(hù)氣氛爐中或

5、在嚴(yán)格脫氧后的鹽浴爐中加熱，若采用普通箱式電阻爐加熱，應(yīng)在模腔面上涂保護(hù)劑，同時(shí)要控制加熱速度，冷卻時(shí)應(yīng)選擇比較緩和的冷卻介質(zhì)，控制冷卻速度，以避免在淬火過程中產(chǎn)生變形、開裂而報(bào)廢。一般以熱浴淬火為佳，也可采用預(yù)冷淬火的方式。 3.淬火后應(yīng)及時(shí)回火，回火溫度要高于模具的工作溫度，回火時(shí)間應(yīng)充分，長(zhǎng)短視模具材料和斷面尺寸而定，但至少要在4060min以上。 （三）預(yù)硬鋼塑料模的熱處理 1.預(yù)硬鋼是以預(yù)硬態(tài)供貨的，一般不需熱處理，但有時(shí)需進(jìn)行改鍛，改鍛后的模坯必須進(jìn)行熱處理。 2.預(yù)硬鋼的預(yù)先熱處理通常采用球化退火，目的是消除鍛造應(yīng)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

6、工性能或冷擠壓成形性能。 3.預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝簡(jiǎn)單，多數(shù)采用調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)后獲得回火索氏體組織。高溫回火的溫度范圍很寬能夠滿足模具的各種工作硬度要求。由于這類鋼淬透性良好，淬火時(shí)可采用油冷、空冷或硝鹽分級(jí)淬火。表3-27為部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝，供參考。 表3-27 部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝 鋼 號(hào) 加熱溫度/ 冷卻方式 回火溫度/ 預(yù)硬硬度HRC 3Cr2Mo 830840 油冷或160180硝鹽分級(jí) 580650 2836 5NiSCa 880930 油冷 550680 3045 8Cr2MnWMoVS 860900 油或空冷 550620 4248 P4410 830860 油冷或

7、硝鹽分級(jí) 550650 3541 SM1 830850 油冷 620660 3642 （四）時(shí)效硬化鋼塑料模的熱處理 1.時(shí)效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。首先進(jìn)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，完成奧氏體后淬火獲得馬氏體組織。第二步進(jìn)行時(shí)效處理，利用時(shí)效強(qiáng)化達(dá)到最后要求的力學(xué)性能。 2.固溶處理加熱一般在鹽浴爐、箱式爐中進(jìn)行，加熱時(shí)間分別可?。?min/mm、22.5min/mm，淬火采用油冷，淬透性好的鋼種也可空冷。如果鍛造模坯時(shí)能準(zhǔn)確控制終鍛溫度，鍛造后可直接進(jìn)行固溶淬火。 3.時(shí)效處理最好在真空爐中進(jìn)行，若在箱式爐中進(jìn)行，為防模腔表面氧化，爐內(nèi)須通入保護(hù)氣氛

8、，或者用氧化鋁粉、石墨粉、鑄鐵屑，在裝箱保護(hù)條件下進(jìn)行時(shí)效。裝箱保護(hù)加熱要適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，否則難以達(dá)到時(shí)效效果。部分時(shí)效硬化型塑料模具鋼的熱處理規(guī)范可參照表3-28。 表3-28 部分時(shí)效硬化鋼的熱處理規(guī)范 鋼 號(hào) 固溶處理工藝 時(shí)效處理工藝 時(shí)效硬度HRC 06Ni6CrMoVTiAl 800850油冷 510530×（68）h 4348 PMS 800850空冷 510530×（35）h 4143 25CrNi3MoAl 880水淬或空冷 520540×（68）h 3942 SM2 900×2h油冷+700×2h 510×10h 3940 PCR 1050固溶空冷 460480×4h 4244 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(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼?1.塑料模鍍鉻是一種應(yīng)用最多的表面處理方法，鍍鉻層在大氣中具有強(qiáng)烈的鈍化能力，能長(zhǎng)久保持金屬光澤，在多種酸性介質(zhì)中均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鍍層硬度達(dá)1000HV，因而具有優(yōu)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(shí)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550570），模具變形甚微和滲層硬度高（可達(dá)10001200HV）等優(yōu)點(diǎn)，因而也非常適合塑料模的