对塑料模具钢的要求及热处理范文
塑料模具钢选择及热处理

热处理质量控制
热处理工艺的选择:根据塑料模具钢的种类
01
和性能要求选择合适的热处理工艺
温度控制:严格控制热处理过程中的温度,
02
确保达到预定的工艺要求
时间控制:准确控制热处理过程中的时间,
03
确保达到预定的工艺要求
冷却方式:选择合适的冷却方式,确保塑料模
04
具钢的热处理质量达到预定的工艺要求
2
正火:将塑料模具 钢加热到一定温度, 保温一定时间后冷 却,以改善组织, 提高硬度和强度。
5
调质:将塑料模具 钢加热到一定温度, 保温一定时间后冷 却,以获得良好的
综合力学性能。
3
淬火:将塑料模具 钢加热到一定温度, 保温一定时间后快 速冷却,以获得高 硬度和高耐磨性。
6
化学热处理:将塑 料模具钢加热到一 定温度,保温一定 时间后冷却,以获 得良好的耐磨性和
演讲人
目录
01. 塑料模具钢的选择 02. 塑料模具钢的热处理 03Байду номын сангаас 塑料模具钢的应用
1
塑料模具钢的性能要求
耐磨性:塑料模具钢需要具有良好的耐磨性, 以抵抗塑料的磨损和磨损。
耐腐蚀性:塑料模具钢需要具有良好的耐腐 蚀性,以抵抗塑料的腐蚀和腐蚀。
抗冲击性:塑料模具钢需要具有良好的抗冲 击性,以抵抗塑料的冲击和冲击。
寸符合要求
塑料模具钢的应用实例
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
汽车行业:用 于制造汽车零 部件,如保险 杠、车门等
家电行业:用 于制造家电外 壳,如冰箱、 洗衣机等
电子行业:用 于制造电子产 品外壳,如手 机、电脑等
建筑行业:用 于制造建筑构 件,如门窗、 栏杆等
模具材料热处理工艺和技术要求

淬火的方法
(一)物理冶金法
1.火焰淬火
2.高周波淬火
3.电子束淬火 4.雷射淬火
(二)化学冶金法
1.渗碳处理
2.渗碳氮化处理
3.渗氮碳化(软氮化)处理
4.渗氮(氮化)处理
5.离子渗氮处理
6.渗硫、渗硼处理
7.金属渗透处理(如渗铝、铬、钒等)
(三)被覆法
1.硬质金属(如铬)
2.被覆熔焊
3.金属(陶瓷)熔射
由于钢材品种繁多,为了便于生产、保管、选用与研究,必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成
分、质量的不同,可将钢分为许多类:
钢材的种类
一、 按用途分类
按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。
结构钢:1、用作各种机器零件的钢。它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。
2、用作工程结构的钢。它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。
主要成分外,还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能,又有良好的工艺性能,
且价格低廉。因此,碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展,碳钢的性能已不
能完全满足需要,于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上,有目的地加入某些元素(称为
合金元素)而得到的多元合金。与碳钢比,合金钢的性能有显着的提高,故应用日益广泛。
等的残余应力。如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后目的:提高机件强度及耐磨性。但淬火后引起内应力,使钢变脆,所以淬火后必须回火。 流程: 预热(500-550C)+(750—800C) 奥氏体化温度(1000—1050C) 保温 急冷 二.淬火时,最常用的冷却介质是盐水,水和油。盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面, 不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥 氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
塑料模具钢的使用性能要求及分类

塑料模具钢的使⽤性能要求及分类塑料模具钢的使⽤性能要求及分类随着塑料产品需求量的提⾼和应⽤领域的扩⼤,对塑料模具提出了越来越⾼的要求,促进了塑料模具的不断发展,同时也带动了塑料模具钢的快速发展,主要表现在塑料模具钢材的开发加快,品种迅速增加,但⽬前塑料模具材料仍然以钢材为主。
据统计,我国的塑料模⽤钢已占全部模具钢的⼀半以上。
合理地选择塑料模具钢及热处理⼯艺对保证塑料模具质量,提⾼塑料模具使⽤寿命和降低⽣产成本具有重要作⽤。
⒈塑料模具的⼯作条件塑料模具按照成型固化不同可以分为热固性成型塑料模和热塑性成型塑料模。
热固性成型塑料模,如压塑模,⼯作时塑料呈固态粉末料或预制坯料,加⼊型腔并在⼀定温度下经热压成型。
热塑性成型塑料模,如注射模、挤压模,⼯作时塑料在粘流状态下通过注射、挤压等⽅法进⼊型腔并加⼯成型。
⒉塑料模具的失效分析⑴磨损失效;⑵塑性变形失效;⑶断裂失效⒊塑料模具材料的性能要求⑴塑料模具材料的使⽤性能要求①较⾼的硬度和耐磨性;②⼀定的耐热和耐蚀性;③良好的尺⼨稳定性;④良好的热导性。
⑵塑料模具材料的⼯艺性能要求①良好的切削加⼯性;②良好的冷压成型性;③热处理⼯艺性;④焊接性能。
⒋塑料模具钢的性能及分类塑料模具钢的热处理⼯艺技术要求具有如下特点。
①保证适中的硬度和良好的韧性。
②保证淬⽕变形⼩。
③模具在热处理时,应特别注意对型腔表⾯的保护,防⽌其产⽣各种热处理缺陷。
④热固性塑料模具长期在受热,受压条件下⼯作,热处理应具有较⾼的抗塌陷能⼒。
⑴渗碳型塑料模具钢①渗碳型塑料模具钢的性能渗碳型塑料模具钢主要应⽤于冷挤压成型塑料模具,⼀般要求含碳量较低,含碳量为0.1%~0.25%,同时钢中加⼊Cr、Ni元素,以能提⾼钢的淬透性,并且对铁素体固溶强化作⽤也较⼩,⽽Si元素的含量应尽量低。
此类钢在冷挤压成型后⼀般需要进⾏渗碳和淬⽕、回⽕处理,可使模具型腔表⾯具有⾼的硬度和耐磨性,表⾯硬度可以达到58~62HRC,⽽中⼼部分具有较好的韧性。
塑料模具材料及热处理

塑料模具材料及热处理用于塑料注射成型的模具称为塑料模具或塑料注射模具。
塑料模具由钢板和其他模具组件的组合制成,耦合形成一个整体模具,然后将其可靠地组装并安装在注塑机中,然后将热塑性树脂施加到所需的形状以实现预期目的。
大多数塑料制品由塑料模具模制而成,根据塑胶成型特性,塑胶模具分为热固性模具和热塑性塑料模具。
就其本质而言,注塑模具在进行成型过程时必须同时满足多种需求。
为了形成具有模腔形状的塑料部件,模具必须在模腔内包含聚合物熔体。
热量从热聚合物熔体传递到较冷的模具钢中,以使注塑成型产品尽可能均匀和廉价。
最后,模具可对零件进行相当可重复的顶出,从而使后续成型更加高效。
模具钢的选择对于塑料应用的成功至关重要,就像树脂的选择对其生产的塑料部件的性能要求一样。
正如树脂的配方是满足塑料应用中的性能要求一样,钢也经过合金化以满足特定的性能要求。
一些应用可能需要具有高硬度和耐磨性的模具钢,以提高分型线的耐用性,而其他应用则需要具有更高韧性的模具钢,以抵抗机械疲劳。
一般来说,具有较高硬度和耐磨性的注塑模具材料往往是那些更脆的材料,并且在几乎所有情况下,具有更高韧性的钢将降低对钢对钢磨损(粘合剂磨损)的抵抗力以及对含有玻璃纤维或矿物填料的树脂的耐磨性。
例如,模具制造商可能会为可能对大多数其他钢材具有腐蚀性的树脂选择不锈钢。
使用硬度较高的钢(洛氏硬度55或更高),以及钢对钢关闭产生取芯的地方,分型线的完整性通常会更大。
一个或两个钢面的硬度范围应为罗克韦尔55至罗克韦尔58。
为了防止玻璃或矿物填充树脂的磨损,建议考虑将A-2,D-2或M-2钢的浇口嵌件与耐磨钢一起插入浇口对面的模芯中。
P-20钢虽然没有用于塑料塑料注塑模具的"通用"钢,但P-20钢一直被视为该行业的主力军。
在Rc30-32的预硬化状态下提供,它非常坚韧,但相当容易加工。
在型腔尺寸超过12x12x12英寸(303.6×303.6×303.6mm)的应用中,它是一种很好的钢,因为这种尺寸的热处理块的成本和相关风险可能令人望而却步。
对塑料模具钢的要求及热处理

对塑料模具钢的要求及热处理☆耐腐蚀、硬度高、易切削加工、高镜面性。
钢的热处理:1.予硬化型塑料模具钢的热处理:⑴.我国的3Cr2Mo:相当美国的P20,瑞典(ASSAB)的618,德国的40CrMnMo7,日本(日立)的HPM2。
荐的规范为淬火—840~8800C,油冷,回火—600~6500C,空冷,硬度—28~33HRC。
⑵.美国(AISI、SAE)推荐的P20钢渗碳后的热处理工艺:淬火—820~8700C,回火—150~2600C,空冷,硬度—58~64HRC(渗碳层表面硬度)。
⑶.德国40CrMnNiMo钢(DIN2738,相当于P20+Ni或SM3Cr2NiMo)的热处理特性:淬透性比SM3Cr2Mo更高,保证钢在较大截面上力学性能均匀,宜做大截面(>400mm)的塑料模具。
钢的冶金质量、加工性优良。
抛光性和电蚀刻性亦好。
供应硬度:280~325HBS退火工艺:加热温度710~740 0C,炉冷。
硬度≤265HBS。
淬火:奥氏体化温度840~8700C,必须予热,予热温度约6500C。
形状复杂、尺寸厚薄不均者最好二次予热,第一次约4000C予热,保温时间按0.5~1.0min/mm计算。
经予热后的淬火保温时间按0.5min/mm计算。
为使合金元素充分溶入奥氏体,保温时间应足够。
冷却:油冷或180~2200C热浴分级淬火,以热浴为好。
热浴冷却保温时间以模具整个截面温度均匀为度,然后出炉空冷到800C左右立即回火。
2小时,空冷。
渗氮:可提高耐热疲劳强度,降低摩擦系数(抗咬合),延长模具使用寿命。
以离子渗氮或气体渗氮为宜(干净)。
有效渗氮层深度以0.2~0.3mm为宜。
硬度550~800HV,渗氮后不宜研磨,以免渗氮层磨掉。
焊接:焊接时须予热至400~5000C后,进行焊接。
焊接后及时消除应力退火,工艺为600~6500C,充分保温后炉冷。
镀铬:该钢可以镀铬,镀铬后应立即进行去氢退火。
去氢退火工艺:加热温度180~2000C,保温时间2~4小时。
模具钢的热处理

模具钢的热处理1.引言模具钢是一种用于制造模具的重要材料,其性能直接关系到模具的使用寿命和生产效率。
而模具钢的热处理是提高其性能的重要工艺之一。
本文将介绍模具钢的热处理工艺,主要包括淬火、回火和预硬化等处理方法及其影响因素。
2.模具钢的热处理工艺2.1 淬火淬火是模具钢热处理中最重要的工艺环节之一。
淬火能够使模具钢迅速冷却到室温以下,使其获得高硬度和优良的耐磨性能。
淬火的条件主要包括加热温度、保温时间和冷却介质的选择。
加热温度决定了模具钢的组织和硬化深度,保温时间和冷却速度则决定了淬火效果的好坏。
2.2 回火淬火后的模具钢通常会出现大量的残余应力和脆性,为了消除这些问题,需要进行回火处理。
回火可以改善模具钢的韧性和延展性,使其具有更好的综合性能。
回火温度和时间的选择是影响回火效果的重要因素,一般来说,回火温度越高,韧性越好,但硬度会相应降低。
2.3 预硬化预硬化是一种特殊的热处理方法,主要是为了提高模具钢的切削加工性能。
预硬化的目的是使模具钢在切削前达到一定的硬度,以提高切削效率和降低切削成本。
预硬化的温度通常较低,但时间较长,以保证钢材的组织细致均匀。
3.模具钢的热处理影响因素3.1 材料成分模具钢的化学成分直接影响其热处理效果。
高碳含量的模具钢通常具有较高的硬度和耐磨性,但韧性较差。
合理调整模具钢的成分可以使其具备理想的硬度和韧性。
3.2 加热温度加热温度是影响模具钢热处理效果的重要因素之一。
过高的加热温度会导致组织异常粗大,从而影响硬度和韧性的平衡,而过低的加热温度又会导致淬火效果不佳。
3.3 冷却速度淬火的冷却速度直接影响了模具钢的硬度和耐磨性。
冷却速度过慢时,钢材的组织细密度低,硬度不够;而冷却速度过快则容易产生裂纹和变形。
3.4 回火温度和时间回火温度和时间的选择是影响模具钢回火效果的关键因素。
过高的回火温度和时间会导致模具钢变软,而过低则无法消除淬火时的残余应力和脆性。
4.结论模具钢的热处理对其性能有着重要的影响。
模具钢热处理工艺

模具钢热处理工艺嘿,朋友们!今天咱来聊聊模具钢热处理工艺这档子事儿。
你说这模具钢啊,就好比是一位武林高手,而热处理工艺呢,那就是让这位高手武功更上一层楼的秘籍!通过热处理,模具钢就能变得更强、更硬、更耐用。
想象一下,模具钢就像是一块未经雕琢的璞玉,热处理就是那巧夺天工的雕琢过程。
把它放进热处理的“火炉”里,经过一番锤炼,出来的时候可就大不一样啦!这热处理工艺里啊,有退火、正火、淬火、回火等等。
退火就像是让模具钢放松一下,消除它的内应力,让它变得温顺一些。
正火呢,则像是给模具钢来一场热身运动,让它精神抖擞。
淬火可就厉害了,那简直是给模具钢来了一次“淬火重生”,让它瞬间变得坚硬无比。
而回火呢,就像是给刚刚经过淬火的模具钢来个安抚,让它别太“硬过头”了。
你可别小看了这些步骤,每一步都得恰到好处才行。
就像做饭一样,火候大了不行,小了也不行。
要是退火没做好,那模具钢可能就会有隐患;淬火过头了,说不定就容易开裂。
咱就说,这模具钢热处理工艺是不是很神奇?就好像魔术师一样,能把普通的模具钢变得神奇无比。
在实际操作中,可得小心谨慎。
温度要控制好,时间也要把握准。
就跟跳舞似的,节奏不能乱。
而且,不同的模具钢还有不同的脾气呢,得根据它们的特点来选择合适的热处理方法。
比如说,有些模具钢就像个急性子,淬火的时候温度就得高一些;有些则像个慢性子,得慢慢热处理。
你要是不了解它们的脾气,那可就容易出问题啦!还有啊,这热处理的设备也很重要。
就跟战士的武器一样,得精良才行。
要是设备不靠谱,那可就没法保证热处理的效果啦!总之啊,模具钢热处理工艺可不是一件简单的事儿,但只要咱认真对待,掌握好技巧,就能让模具钢发挥出最大的作用。
咱可不能小瞧了这工艺,它可是模具制造的关键环节呢!这不就是那句老话说得好嘛,“慢工出细活”,咱得有耐心,有细心,才能把这模具钢热处理工艺做好,让我们的模具更耐用,更可靠!你说是不是这个理儿?。
模具材料及热处理

模具材料及热处理模具是工业生产中不可或缺的工具。
它们在各种制造过程中被广泛使用,以制造各种产品和零件。
模具质量直接影响着产品制造的质量和成本。
因此,选择合适的模具材料和热处理方法至关重要。
模具材料是制造模具的关键因素之一。
选择模具材料需要考虑多个因素,包括材料的强度、硬度、耐用性、加工易度和成本等。
目前,常用的模具材料包括钢、铝、铜、金属陶瓷和塑料等。
钢是一种广泛使用的模具材料。
特别是工具钢,它具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐高温等优点。
根据不同的用途和要求,可以选择适合的工具钢。
其中,冷作模具钢常用于制造冲孔模、切割模和弯曲模等,而热作模具钢则适用于制造压铸模、锻造模和挤压模等。
铝模具则是适用于需要轻质、高效和高精度的生产领域。
铝模具具有良好的导热性、成本低廉和制作过程简单等优点。
当生产的产品需要进行高温或高压加工时,铝模具的优势就不再明显。
相较于钢和铝,铜材料被广泛应用于高精度、高速度加工和模具表面处理领域。
铜模具通常具有优异的热传递性和导热性,因此适用于需要特殊表面处理的行业,如金属喷涂和塑料注塑。
金属陶瓷材料是当下热门的模具制造材料之一。
金属陶瓷模具具有高硬度、高耐磨性、低热膨胀系数和优异的绝缘性等特点。
因此,金属陶瓷模具可以在高温和腐蚀的环境下长期使用,并且在一些高精度生产中更是一种必要的选择。
塑料模具在人们的日常生活中已经广泛应用。
它们具有成本低廉、制作过程简单和框架结构简单等优点。
然而,塑料模具的强度和耐磨性与其他材料相比较低,适用范围也相应较窄。
因此,仅适用于生产中不需要高精度或高要求的产品中。
除了选择适当的模具材料之外,热处理方法对于模具使用寿命和性能也至关重要。
热处理包括退火、正火、淬火和淬火回火等过程,可以使不同类型的材料达到不同的性能要求。
退火是一种简单的加热和冷却方法,可以使模具材料变得更柔软、易于加工和成形。
而正火过程可以将模具材料中的样变消除,并使其具有适当的强度和硬度。
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对塑料模具钢的要求及热处理☆耐腐蚀、硬度高、易切削加工、高镜面性。
钢的热处理:1.予硬化型塑料模具钢的热处理:⑴.我国的3Cr2Mo:相当美国的P20,瑞典(ASSAB)的618,德国的40CrMnMo7,日本(日立)的HPM2。
荐的规范为淬火—840~8800C,油冷,回火—600~6500C,空冷,硬度—28~33HRC。
⑵.美国(AISI、SAE)推荐的P20钢渗碳后的热处理工艺:淬火—820~8700C,回火—150~2600C,空冷,硬度—58~64HRC(渗碳层表面硬度)。
⑶.德国40CrMnNiMo钢(DIN2738,相当于P20+Ni或SM3Cr2NiMo)的热处理特性:淬透性比SM3Cr2Mo更高,保证钢在较大截面上力学性能均匀,宜做大截面(>400mm)的塑料模具。
钢的冶金质量、加工性优良。
抛光性和电蚀刻性亦好。
供应硬度:280~325HBS退火工艺:加热温度710~740 0C,炉冷。
硬度≤265HBS。
淬火:奥氏体化温度840~8700C,必须予热,予热温度约6500C。
形状复杂、尺寸厚薄不均者最好二次予热,第一次约4000C予热,保温时间按0.5~1.0min/mm计算。
经予热后的淬火保温时间按0.5min/mm计算。
为使合金元素充分溶入奥氏体,保温时间应足够。
冷却:油冷或180~2200C热浴分级淬火,以热浴为好。
热浴冷却保温时间以模具整个截面温度均匀为度,然后出炉空冷到800C左右立即回火。
2小时,空冷。
渗氮:可提高耐热疲劳强度,降低摩擦系数(抗咬合),延长模具使用寿命。
以离子渗氮或气体渗氮为宜(干净)。
有效渗氮层深度以0.2~0.3mm为宜。
硬度550~800HV,渗氮后不宜研磨,以免渗氮层磨掉。
焊接:焊接时须予热至400~5000C后,进行焊接。
焊接后及时消除应力退火,工艺为600~6500C,充分保温后炉冷。
镀铬:该钢可以镀铬,镀铬后应立即进行去氢退火。
去氢退火工艺:加热温度180~2000C,保温时间2~4小时。
2.易切削予硬化型塑料模具钢的热处理。
⑴.8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)钢,是含硫易切削钢,当热处理到硬度40~42HRC时,其切削加工性良好,综合力学性能亦好,可研磨抛光到Ra0.025μm该钢有良好的光刻浸蚀性能。
退火:800±100C,保温2~4小时,降温到700~7200C等温,保温4~6小时,炉冷,硬度≤229HBS。
淬火:880~9200C,空冷,硬度63HRC。
淬火加热时间,盐浴炉1.5~2.0min/mm;气体介质炉2.0~2.5min/mm。
仍具有良好的加工性,良好的镜面抛光性能,抛光可达Ra0.040μm,补焊性能好。
退火:760~7800C,保温2小时,670~6900C保温6~8小时,炉冷到≤5300C出炉空冷,硬度217~220HBS。
淬火:860~9200C,油冷或空冷(小零件),σb≥2100Mpa,硬度≥58HRC。
经淬火和不同温度回火4.渗碳型塑料模具钢的热处理。
受冲击大的塑料模具零件,要求表面硬而中心韧,通常采用渗碳钢制造。
一般渗碳零件可以采用结构钢类的合金渗碳钢,其热处理工艺与结构零件基本相同。
对于表面质量要求很高的塑料模具成形零件,宜采用专门用钢,如SM3Cr2Mo钢。
塑料模具渗碳零件的一般技术要求:⑴.有效渗碳层深度。
压制含有矿物填料的塑料制品时,层深取1.3~1.5mm;压制软性塑料的零件,取0.8~1.2mm;有锐边尖角的模具零件,取0.2~0.6mm;⑵.渗碳层的碳浓度,比一般结构零件的碳浓度要低,控制在共析成分为佳,取0.7~0.9%;⑶.渗碳层的碳化物,应均匀细小,不允许有网络状或链状及粗大的碳化物;⑷.无晶内氧化、过量的残余奥氏体以及其他组织缺陷。
以冷挤压的方法制造塑料模具零件,应采用低碳渗碳型钢种。
典型的钢种有美国P系列的塑料模具钢(同类型的有德国的X6CrMo5;日本的CH系列钢,CH有日本厂商牌号)。
P1钢是非合金渗碳型塑料模具钢P2~P6是合金钢。
渗碳温度取900~9300C,淬火温度由于合金元素不同而有差异。
P1钢为790~8000C,水或盐水冷;P2钢取830~8450C,油冷;P3钢取800~8300C,油冷;P4钢取970~9950C,空冷;P5钢取845~8700C,空冷;P6钢取790~8150C,油冷;回火温度,P1、P2、P3、P6钢取175~2600C;P4、P5钢取175~4800C。
渗碳淬火回火后的表面硬度均取58~64HRC。
P20钢也宜渗碳,渗碳温度870~9000C,淬火温度815~8700C,油冷;回火温度175~2600C,表面硬度58~64HRC;回火温度取480~5950C,硬度28~37HRC。
5. 时效硬化型塑料模具钢的热处理。
为了减少或避免模具零件热处理变形和提高模具零件的精度保持型,形状复杂、高精度、长寿命的塑料模具零件采用时效硬化钢制造。
模具零件在固溶处理后变软(硬度约28~34HRC),便于切削加工成形,然后再时效硬化,获得所需要的综合力学性能。
时效硬化型塑料模具钢有马氏体时效硬化钢和析出(沉淀)硬化钢两大类。
马氏体时效硬化钢有高的屈强度比,良好的切削加工性和焊接性能,热处理工艺简单等优点。
典型的钢种是18Ni系列。
屈服强度可高达1400~3500Mpa。
这一类钢制造模具虽然价格昂贵。
但由于使用寿命长,综合经济效益仍然很高。
为保证零件表面质量,热处理应采用有可靠保护作用的控制侵犯炉。
一般用氨分解气可以满足要求。
马氏体时效硬化钢也可用作热作模具的工作零件,建议采用下列工艺:8200C固溶处理,3500C时效3~6小时。
时效处理后的变形情况,尺寸变化是有规律的,在工艺设计时可予留神变形量来适当控制。
如18Ni (200)钢,长度方向收缩约0.04%;18Ni(250)钢收缩约为0.06%;18Ni(300)和18Ni(350)收缩约为0.08%。
18Ni系列钢的时效强化效果很明显。
如18Ni(250)钢在固溶状态下,硬度为28HRC,经4800C时效3小时,硬度可提高到43HRC,保温时间延长到3小时或更长,硬度可达52HRC。
18Ni系列时效钢还可以通过渗氮进一步强化。
18Ni(300)钢的气体渗氮工艺:455±100C,24~28小时。
析出硬化型钢也是通过固溶处理和沉淀析出第二相而强化,硬度在37~43HRC左右,能满足一些塑料模具成形零件的要求。
市场以40HRC级予硬化钢供应,仍然有满意的切削加工性。
这一类钢的冶金质量高,一般都采用特殊冶炼,所以纯洁度、镜面研磨性、蚀花加工性良好,使模具有良好的精度和精度保持性。
其焊接性好,表面和心部的硬度均匀。
析出硬化型塑料模具钢的代表性钢号有25CrNi3MoAl,属低碳中合金钢,相当美国的P21钢。
25CrNi3MoAl钢的热处理可分三部分:⑴.第一次固溶处理(也叫淬火)。
获得细小的板条状马氏体,提高钢的强韧性。
奥氏体化温度愈高,保温时间愈长,固溶处理后的硬度愈低,板条状马氏体粗大。
⑵.第二次固溶处理(也叫回火)。
目的是使马氏体分解又不使NiAl相脱溶析出。
25CrNi3MoAl钢经第二次固溶处理后,淬火马氏体分解转变成回火马氏体。
第二次固溶处理温度取650~6800C。
随着回火温度的升高和回火时间的延长,硬度逐渐下降。
在6800C回火4小时,硬度降到28HRC;6800C回火6小时,硬度降到23HRC。
此时极易切削加工。
⑶.时效处理。
目的是使NiAl相析出而强化。
美国P21钢的时效工艺:510~5380C,20~24小时。
25CrNi3MoAl钢时效变形率可控制在0.05%以下(收缩),如果在机加工后加消除应力处理,变形还可进一步减少到0.01~0.02%。
析出硬化型钢制的模具零件还可通过渗氮处理进一步通过耐磨性、抗咬合能力和模具使用寿命。
美国P21钢的渗氮温度可取与时效温度相同(510~5250C),渗氮时间20~24小时。
渗氮结果:有效渗氮层深度约0.15mm,表面硬度接近94HR15-N。
?25CrNi3MoAl钢如果也取渗氮温度与时效同一温度(520~5400C),同样可获得最佳硬度、强度和较高的韧性,渗氮层约0.2mm。
渗氮层表面硬度可高达1100HV。
我国研制的新型析出硬化塑料模具钢10Ni3MnCuAl(SM1Ni3MnMoCuAlE)可与日本同类型的高性能高精密予硬型塑料模具钢NAK55、NAK80媲美,但不含贵重元素Co。
试验钢(感应炉熔炼再经电渣重熔)基本化学成分(%):C-0.10,Ni-2.83,Cu-0.94,Al-0.76,Mn-1.54,Mo-0.32,Si-0.24,Cr-0.09,S-0.015,P-0.017。
加工性能(切削加工性、热处理工艺性、镜面研磨性、抛光性、焊接性、蚀花性、电加工性、精度保持性等)均较好。
添加易切削元素S后,可进一步改善切削加工性而对力学性能无明显恶化。
热处理:8700C加热,保温1小时固溶处理,5100C4小时时效处理,硬度40~43HRC(以40HRC级予硬化钢供应市场)。
抗拉强度1000~1300Mpa。
金相组织为板条状马氏体基体弥散分布大量细小金属间化合物。
6. 耐腐蚀型塑料模具钢的热处理。
常用钢种有Cr13型和9Cr18钢等可强化的马氏体型不锈钢。
但上述不锈钢制作高镜面要求的塑料模具钢成型零件,表面质量的要求是难以满足的。
因此开发了耐腐蚀镜面塑料模具钢。
例如法国的CLC2316H钢(同类型的德国X36CrMo17),是预硬化型的抗腐蚀镜面塑料模具钢。
基本化学成分(%):C-0.40,Si-0.35,Mn-0.90,Cr-16,Mo-1.03,S<0.005,P<0.03。
硬度30~35HRC。
钢经精细冶炼及热处理,材质纯净,组织细小均匀,具有良好的镜面性。
力学性能,300HBS 时屈服强度855Mpa,σb993Mpa,δ13%,ψ38%。
如果要进一步改变硬度和力学性能,可以重新淬火回火,淬火温度取985~10200C,油冷或气冷,回火温度按力学性能要求而定。
回火需两次,空冷。
耐腐蚀塑料模具钢零件的热处理与一般不锈钢制品的热处理基本相同。
模具钢的热处理:一.钢的退火:一般是将钢加热到高于临界温度约20~300C,保温一定时间,随后使其缓冷到室温以获得接近于平衡状态组织的工艺。
其目的在于:使钢的硬度降至接近最低值;消除钢的内应力;使钢的化学成分均匀以及细化钢的晶粒、改善钢的组织,为后续加工工序作准备。
1.完全退火:是将亚共析钢加热到A C3以上(20~300C)保温足够的时间,使完全转变成奥氏体并使奥氏体均匀化(或基本均匀),继之以缓慢冷却。
完全退火的目的是:使钢软化,以便于以后的机械切削加工或塑性变形加工;使钢的晶粒细化和消除内应力,以及为淬火准备适宜的组织。