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塑料模具零件的热处理工艺

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,2020Cr20CrMnTi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12CrNi3A12CrNi4A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,4540Cr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T7AT10ACrWMn9SiCr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
 
    
5NiSiCa3Cr2MoP20)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(3442HRC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0.81.5mm,当压制含硬质填料的塑料时模具渗碳层厚度要求为1.31.5mm,压制软性塑料时渗碳层厚度为 0.81.2mm。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。
 
3.
渗碳温度一般在900920,复杂型腔的小型模具可取840860中温碳氮共渗。渗碳保温时间为510h,具体应根据对渗层厚度的要求来选择。渗碳工艺以采用分级渗碳工艺为宜,即高温阶段(900920)以快速将碳渗入零件表层为主;中温阶段(820840)以增加渗碳层厚度为主,这样在渗碳层内建立均匀合理的碳浓度梯度分布,便于直接淬火。
 
4.
渗碳后的淬火工艺按钢种不同,渗碳后可分别采用:重新加热淬火;分级渗碳后直接淬火(如合金渗碳钢);中温碳氮共渗后直接淬火(如用工业纯铁或低碳钢冷挤压成形的小型精密模具);渗碳后空冷淬火(如高合金渗碳钢制造的大、中型模具)。
(二)淬硬钢塑料模的热处理 
1.
形状比较复杂的模具,在粗加工以后即进行热处理,然后进行精加工,才能保证热处理时变形最小,对于精密模具,变形应小于0.05%
 
2. 
料模型腔表面要求十分严格,因此在淬火加热过程中要确保型腔表面不氧化、不脱碳、不侵蚀、不过热等。应在保护气氛炉中或在严格脱氧后的盐浴炉中加热,若采用普通箱式电阻炉加热,应在模腔面上涂保护剂,同时要控制加热速度,冷却时应选择比较缓和的冷却介质,控制冷却速度,以避免在淬火过程中产生变形、开裂而报废。一般以热浴淬火为佳,也可采用预冷淬火的方式。
 
3.
淬火后应及时回火,回火温度要高于模具的工作温度,回火时间应充分,长短视模具材料和断面尺寸而定,但至少要在4060min以上。
来源:      时间:2014/5/11 19:28:05
 
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