塑料模具熱處理有什么特點
(一)滲碳鋼塑料模的熱處理特點
1.對于有高硬度、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.對滲碳層的要求,一般滲碳層的厚度為0.8~1.5mm,當(dāng)壓制含硬質(zhì)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900~920℃,復(fù)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(yīng)根據(jù)對滲層厚度的要求來選擇。滲碳工藝以采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(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,在粗加工以后即進行熱處理,然后進行精加工,才能保證熱處理時變形最小,對于精密模具,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)在保護氣氛爐中或在嚴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)在模腔面上涂保護劑,同時要控制加熱速度,冷卻時應(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)及時回火,回火溫度要高于模具的工作溫度,回火時間應(yīng)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(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,但有時需進行改鍛,改鍛后的模坯必須進行熱處理。
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,淬火時可采用油冷、空冷或硝鹽分級淬火。 (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,完成奧氏體后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、箱式爐中進行,加熱時間分別可?。?min/mm、2~2.5min/mm,淬火采用油冷,淬透性好的鋼種也可空冷。如果鍛造模坯時能準(zhǔn)確控制終鍛溫度,鍛造后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(nèi)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(dāng)延長保溫時間,否則難以達到時效效果。
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