p20模具钢热处理工艺
p20模具钢的热处理工艺
p20模具钢的热处理工艺
P20模具钢的热处理工艺主要包括：1. 热轧：将钢材经过加热、压轧、冷却等工序，使钢材的组织结构更加紧密，具有更好的机械性能；2. 淬火：将钢材加热至一定温度，然后快速冷却，使钢材的组织结构更加紧密，具有更好的耐磨性和耐热性；3. 淬火回火：将钢材加热至一定温度，然后慢慢冷却，使钢材的组织结构更加紧密，具有更好的抗冲击性；4. 渗碳：将钢材加热至一定温度，在钢材表面渗入一定量的碳，使钢材具有更好的抗磨性和耐腐蚀性；5. 渗硬：将钢材加热至一定温度，在钢材表面渗入一定量的元素，使钢材具有更好的硬度和耐磨性。
07节 常用模具钢料之P20+Ni篇
第五节常用模具钢料特性与用途三、P20+Ni类（预硬镜面塑料模具钢）：铬镍合金钢，国标钢号：3Cr2NiMo或3Cr2NiMnMo●钢材参考成分(%)：在P20的基础上加入1%左右的Ni；●主要钢厂的P20+Ni材料型号有：1）奥地利百禄(BOHLER) M238：◎出厂状态及参考硬度：预硬HRC31～34；◎性能：碳、锰含量偏高，镜面抛光性能好，可进行电蚀加工。
特性：1.增加1.1%镍，淬透性极佳，钢材表面至中心硬度均匀一致，放电加工性能好，加工表面组织幼细光洁。
2.抛光性能和光蚀性能甚佳，适合氮化、镀硬铬和物理气相沉淀PVD涂层等。
3.锻造温度：1050～850℃，随炉冷或保温介质中冷却或空冷。
4.退火温度：720～740℃，保温后以10～20℃/HR冷却至600℃，然后空冷，退火后硬度为HBS240。
5.消除应力温度：加热至600℃，于保护气体中保温2小时，然后随炉缓冷。
6.淬火温度：840～860℃保温后油冷，或860～880℃保温后空冷，稍高于室温即时回火。
7.回火：淬火后即时回火，时间不少于2～2.5小时，然后出炉空冷。
8.用途：适于高要求，厚度超过400㎜的塑料模及塑胶模模架。
2）瑞典一胜百618HH（高预硬塑胶模具钢）◎出厂状态︰HB330-370；相当布德鲁斯Buderus︰2738；百禄Bohler︰M238 ；日立hitachi︰HPM7；大同DAIDO︰PX88耐磨性︰★★☆☆☆韧性︰★★★☆☆加工性︰★★★☆☆抛光性︰★★★☆☆◎产品描述：一胜百ASSAB 618HH为真空熔炼之铬-镍-钼合金钢，出厂前已经过淬硬及回火处理，具备下列优点：无淬裂和热处理变形的风险；无需热处理费用；缩短模具制作周期；降低模具所需成本（例：无需矫正变形）；模具易于修正；可施以氮化及火焰硬化处理，以增进模具的边面硬度及耐磨性。
◎用途：大型长寿命塑胶注塑模，如家电制品，电脑外壳等模具；由于硬度高，可用于塑胶模具中只滑块；热塑性塑胶的挤压模具；吹塑模具；成型工具；结构零件。
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？。
P20塑料模具钢预硬化热处理工艺的研究
P20塑料模具钢预硬化热处理工艺的研究张兴锦，陈永南, 黄少文，吴会亮(莱钢宽厚板事业部, 山东莱芜 271100)摘要：应用金相显微镜、扫描电镜和维氏硬度计对P20塑料模具钢进行了显微组织观察和硬度测定。
研究了不同预硬化热处理工艺参数（淬火温度、淬火介质、回火温度）下得到的组织及其硬度变化规律。
结果表明：随着回火温度升高，水淬和空淬钢组织中板条马氏体和贝氏体逐渐减少，铁素体增加并长大，碳化物增多，硬度逐渐降低，300~500nm宽度的板条结构、板条间的薄片状M/A组元，铁素体中较高的位错密度以及细小碳化物保证了水淬钢在620℃回火时具有较高的硬度，最终得出了使该钢达到最佳预硬化效果的工艺参数。
关键词：塑料模具钢，P20，热处理，显微组织Research of P20 pre-hardened plastic mold steel heat treatment processZHANG Xingjin, CHEN Yongnan , HUANG Shaowen,WU Huiliang(Heavy Plate Division of Laiwu Steel Group, Laiwu, Shandong, China 271100) Abstract:Key words: Plastic mold steel,P20,Heat Treatment, Microstructure1 引言P20钢是模具工业中用量最大的一种典型的经预硬化处理的模具钢，用该钢制造模具，在预硬态下经冷加工制成模具后可以直接使用，不需再进行淬火、回火处理，防止了热处理所造成的变形、开裂、脱碳等缺陷[1]，广泛用于制造长寿命的、形状复杂、要求尺寸精度高的大、中型塑料注射成型模或挤压成型模。
本文通过对P20钢在不同预硬化热处理工艺参数下的组织和硬度的研究，为工业化的生产提供了理论依据。
2 实验材料及方法实验材料为转炉冶炼P20铸坯，铸坯厚度为300mm，加热至1200℃，保温2h后，在双机架四辊可逆轧机轧上通过两阶段轧制轧成80mm厚度钢板。
模具的制造工艺路线和热处理工艺
选用不同品种钢材作塑料模具，其化学成分和力学性能各不相同，因此制造工艺路线不同；同样，不同类型塑料模具钢采用的热处理工艺也是不同的。
本节主要介绍塑料模具的制造工艺路线和热处理工艺的特点。
一、塑料模具的制造工艺路线1.低碳钢及低碳合金钢制模具例如，20，20Cr，20CrMnTi等钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。
2.高合金渗碳钢制模具例如12CrNi3A，12CrNi4A钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→正火并高温回火→机械粗加工→高温回火→精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。
3.调质钢制模具例如，45，40Cr等钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→修整、抛光→装配。
4.碳素工具钢及合金工具钢制模具例如T7A～T10A，CrWMn，9SiCr等钢的工艺路线为：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→装配。
5.预硬钢制模具例如5NiSiCa，3Cr2Mo（P20）等钢。
对于直接使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处理，可直接加工成形后抛光、装配。
对于要改锻成坯料后再加工成形的，其工艺路线为：下料→改锻→球化退火→刨或铣六面→预硬处理（34～42HRC）→机械粗加工→去应力退火→机械精加工→抛光→装配。
二、塑料模具的热处理特点（一）渗碳钢塑料模的热处理特点1.对于有高硬度、高耐磨性和高韧性要求的塑料模具，要选用渗碳钢来制造，并把渗碳、淬火和低温回火作为最终热处理。
2.对渗碳层的要求，一般渗碳层的厚度为0.8～1.5mm，当压制含硬质填料的塑料时模具渗碳层厚度要求为1.3～1.5mm，压制软性塑料时渗碳层厚度为0.8～1.2mm。
渗碳层的含碳量为0.7%～1.0%为佳。
若采用碳、氮共渗，则耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化、防粘性就更好。
05节-2 常用模具钢料之P20篇(预硬塑料模具钢)
第五节常用模具钢料特性与用途二、P20类（预硬塑料模具钢）：国标钢号：3Cr2Mo。
1.参考成分(%)：C：0.28-0.40；Si：0.20-0.80；Mn：0.60-1.00；Cr：1.40-2.00；Mo：0.30-0.55；Ni：≤0.25；2.P20钢料的特性等级：耐磨性★★☆☆☆；韧性★★☆☆☆；加工性★★★☆☆；抛光性★☆☆☆☆；抗蚀性★☆☆☆☆3.P20钢料的描述：P20料硬度高，硬度均匀；韧性好，抗拉性强，加工性能良好，易切削，抛光和电蚀；心部具有较好韧性；但是不耐腐蚀，耐磨性差。
适宜电火花加工。
用于一般制造大型塑胶模具及用作塑胶模模架。
4.热处理条件：●出厂前已先经过淬火及回火处理，淬硬溫度846-860℃，油冷、860-880℃空冷，回火次数2；出厂硬度为280-325 HB(约28~33 HRC)普通P-20及330~370 HB(约33~38 HRC)高硬度P-20H两种。
◎锻造温度：1050-850℃；◎退火温度：因P20是预硬钢，若要淬火，必须做退火。
步骤：720-740℃保溫后，以10-20㎜/hr 冷至600℃，然后空冷，退火后硬度为HB235；●消除应力温度：650-675℃，隨炉冷卻至500℃；冷却介质：油，分级(180-220℃)。
5.P20加工注意事项：●一般来说，P20料在钢材出厂前均经过预硬处理，都不再宜于淬火处理。
P20料淬火容易爆裂;●可能进行表面氮化处理与火焰硬化处理，以增进模具之表面硬度及耐磨性。
氮化的要求为表面0.1mm，硬度达HRC65---68。
氮化（气氮）工艺：温度/硬度时长/氮化层厚度525℃/650HV 20hr/0.30 mm 30hr/0.35 mm 60hr/0.50 mm570℃/700HV 2hr/0.01mm －－●当P20材料最小尺寸大于300mm时，如果在加工过程中存在大量WC（线切割）或EDM（火花放电）加工工序时，在EDM或WC加工完成后，必须再做一次回火。
P20钢大型塑料模具几种淬火工艺的三维温度与组织模拟
相质点与基体界面在疲劳应力作用下与基体剥离， 并造成应力集中， 有利于空洞的形成与长大， 即有利 于裂纹的形核长大。粗大的第二相质点和基体的界 面常常是裂纹形核的地点， 而第二相质点在裂纹扩 展过程中的作用则不如形核过程明显。 ! " ! 裂纹形核过程对疲劳寿命的影响 大多数结构钢在疲劳试验中， 裂纹形核所占的
而且在预硬化硬度为时其冲击韧性较高淬透性好可以使较大截面的钢材获得均匀的硬度尤其是该钢种的镜面抛光性能明显优于普碳钢及低合金钢因此它成为制造大型塑料模具的理想钢种钢大模块的热处理工艺是油淬加高温回火
! " # 第二相质点与疲劳强度 淬火组织中有未溶的碳化 在! " # $加热淬火时， 物， 即第二相质点， 第二相质点对平面应变断裂韧性 值的影响， 有时远远超过了晶界的作用， 第二相 !% & 质点数量少、 体积小、 形状圆以及分布均匀时， 可使 值大大提高。 !% & 对于韧性材料纳米微裂纹演化过程表明： 纳米 微裂纹在裂尖无位错区形核后， 先钝化成空洞， 并不
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p20模具钢热处理工艺
P20模具钢热处理工艺
一、引言
模具是工业生产中不可或缺的重要工具，而模具钢的热处理工艺对于模具的性能和寿命有着重要的影响。
P20模具钢是一种常用的模具钢材料，其具有优良的切削性能、硬度和耐磨性。
本文将探讨P20模具钢的热处理工艺，以期提高模具的使用寿命和性能。
二、工艺流程
P20模具钢的热处理工艺主要包括退火、淬火和回火三个步骤。
以下将详细介绍每个步骤的具体工艺参数和操作方法。
1. 退火
退火是为了消除材料内部的应力和组织缺陷，提高材料的韧性和可加工性。
P20模具钢的退火温度一般为780℃-820℃，保温时间为2-4小时。
退火后，需要将材料冷却至室温。
2. 淬火
淬火是为了提高材料的硬度和耐磨性。
P20模具钢的淬火温度一般为850℃-880℃，保温时间为30分钟-1小时。
在保温结束后，将材料迅速冷却至室温，可以选择水淬、油淬或空气冷却等方式。
3. 回火
回火是为了降低材料的脆性，提高材料的韧性和强度。
P20模具钢
的回火温度一般为200℃-400℃，保温时间为2-4小时。
回火结束后，将材料冷却至室温。
三、工艺参数的选择与控制
在进行P20模具钢的热处理工艺时，需要根据具体的模具形状和尺寸，选择合适的工艺参数。
以下是一些常用的参数选择与控制方法。
1. 温度控制
在进行退火、淬火和回火过程中，温度的选择和控制非常重要。
过高的温度可能导致材料过度软化或烧损，而过低的温度则可能导致材料硬度不达标。
因此，需要根据材料的特性和要求，合理选择和控制温度。
2. 保温时间控制
保温时间的选择和控制也是影响热处理效果的重要因素。
保温时间过短可能导致材料未完全转变组织，保温时间过长则可能导致材料的性能下降。
因此，需要根据实际情况，合理选择和控制保温时间。
3. 冷却方式选择
淬火的冷却方式对于材料的硬度和组织结构有着重要的影响。
快速冷却可以使材料达到较高的硬度，但可能会导致材料出现裂纹和变形。
因此，需要根据具体要求和条件，选择合适的冷却方式。
四、质量控制和检测方法
在进行P20模具钢的热处理工艺时，需要进行质量控制和检测，以
确保产品的质量和性能。
1. 硬度测试
硬度是评价材料性能的重要指标之一，可以通过硬度测试仪进行测量。
可以选择不同位置和方向进行测试，以评估材料的硬度均匀性和一致性。
2. 组织观察
通过金相显微镜观察材料的组织结构，可以了解材料的晶粒尺寸、相含量和相分布等信息。
组织观察可以帮助判断材料的热处理效果和性能。
3. 剩余应力测试
剩余应力是热处理过程中产生的一种应力状态，可能会影响材料的性能和使用寿命。
可以使用剩余应力测试仪进行测量，以评估材料的剩余应力状态。
五、总结
P20模具钢的热处理工艺对于模具的性能和寿命具有重要影响。
通过合理选择和控制工艺参数，可以提高模具的硬度、耐磨性和韧性。
同时，通过质量控制和检测，可以确保产品的质量和性能稳定。
因此，在进行P20模具钢的热处理时，需要注意工艺流程的选择、参数的控制和质量的监控，以提高模具的使用寿命和性能。