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塑料模具的熱處理特點
一,、塑料模具的制造工藝路線
1.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→機械粗加工→冷擠壓成形→再結(jié)晶退火→機械精加工→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等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→調(diào)質(zhì)→機械精加工→修整、拋光→裝配,。
4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具
例如T7A～T10A,，CrWMn，9SiCr等鋼的工藝路線為：下料→鍛成模坯→球化退火→機械粗加工→去應(yīng)力退火→機械半精加工→機械精加工→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,。對于直接使用棒料加工的,，因供貨狀態(tài)已進行了預(yù)硬化處理，可直接加工成形后拋光,、裝配,。對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（34～42HRC）→機械粗加工→去應(yīng)力退火→機械精加工→拋光→裝配,。
二,、塑料模具的熱處理特點
（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zui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(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）,。
?。ǘ┐阌蹭撍芰夏５臒崽幚?br /> 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zui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。
?。ㄈ╊A(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。
?。ㄋ模r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*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zui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確控制終鍛溫度,，鍛造后可直接進行固溶淬火,。
3.時效處理在真空爐中進行，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,。
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，常對其進行適當?shù)谋砻嫣幚怼?br /> 1.塑料模鍍鉻是一種應(yīng)用zui多的表面處理方法,，鍍鉻層在大氣中具有強烈的鈍化能力,，能長久保持金屬光澤，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550～570℃），模具變形甚微和滲層硬度高（可達1000～1200HV）等優(yōu)點,，因而也非常適合塑料模的表面處理,。含有鉻、鉬、鋁,、釩和鈦等合金元素的鋼種比碳鋼有更好的滲氮性能,，用作塑料模時進行滲氮處理可大大提高耐磨性。
適于塑料模的表面處理方法還有：氮碳共滲,、化學(xué)鍍鎳,、離子鍍氮化鈦、碳化鈦或碳氮化鈦,，PVD,、CVD法沉積硬質(zhì)膜或超硬膜等。