固溶處理狀態(tài)簡介

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)。

淬硬鋼塑料模的熱處理

1.形狀比較復雜的模具，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，應在模腔面上涂保護劑，同時要控制加熱速度，冷卻時應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，也可采用預冷淬火的方式。

3.淬火后應及時回火，回火溫度要高于模具的工作溫度，回火時間應充分，長短視模具材料和斷面尺寸而定，但至少要在40~60min以上。

預硬鋼塑料模的熱處理

1.預硬鋼是以預硬態(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.預硬鋼的預先熱處理通常采用球化退火，目的是消除鍛造應力，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.預硬鋼的預硬處理工藝簡單，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。表3-27為部分預硬鋼的預硬處理工藝，供參考。

表3-27 部分預硬鋼的預硬處理工藝

鋼 號 加熱溫度/℃ 冷卻方式 回火溫度/℃ 預硬硬度HRC

3Cr2Mo 830~840 油冷或160~180℃硝鹽分級 580~650 28~36

5NiSCa 880~930 油冷 550~680 30~45

8Cr2MnWMoVS 860~900 油或空冷 550~620 42~48

P4410 830~860 油冷或硝鹽分級 550~650 35~41

SM1 830~850 油冷 620~660 36~42

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，加熱時間分別可取:1min/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延長保溫時間，否則難以達到時效效果。部分時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 部分時效硬化鋼的熱處理規(guī)范

鋼 號 固溶處理工藝 時效處理工藝 時效硬度HRC

06Ni6CrMoVTiAl 800~850℃油冷 510~530℃×(6~8)h 43~48

PMS 800~850℃空冷 510~530℃×(3~5)h 41~43

25CrNi3MoAl 880℃水淬或空冷 520~540℃×(6~8)h 39~42

SM2 900℃×2h油冷+700℃×2h 510℃×10h 39~40

PCR 1050℃固溶空冷 460~480℃×4h 42~44