選用不同品種鋼材作塑料模具节仿，其化學(xué)成分和力學(xué)性能各不相同肺沃，因此制造工藝路線不同罩泰；同樣，不同類型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的樱猬。本節(jié)主要介紹塑料模具的制造工藝路線和熱處理工藝的特點孝生。

　　一肛巫、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衅惠，20Cr，20CrMnTi等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機(jī)械粗加工→冷擠壓成形→再結(jié)晶退火→機(jī)械精加工→滲碳→淬火抓许、回火→研磨拋光→裝配。

　　2.高合金滲碳鋼制模具

　　例如12CrNi3A毛底，12CrNi4A鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→正火并高溫回火→機(jī)械粗加工→高溫回火→精加工→滲碳→淬火蹭劈、回火→研磨拋光→裝配。

　　3.調(diào)質(zhì)鋼制模具

　　例如持痰，45工窍，40Cr等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機(jī)械粗加工→調(diào)質(zhì)→機(jī)械精加工→修整前酿、拋光→裝配鹏溯。

　　4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具

　　例如T7A～T10A淹仑，CrWMn，9SiCr等鋼的工藝路線為：下料→鍛成模坯→球化退火→機(jī)械粗加工→去應(yīng)力退火→機(jī)械半精加工→機(jī)械精加工→淬火匀借、回火→研磨拋光→裝配。

　　5.預(yù)硬鋼制模具

　　例如5NiSiCa攘霞，3Cr2Mo（P20）等鋼几崔。對于直接使用棒料加工的虽捺，因供貨狀態(tài)已進(jìn)行了預(yù)硬化處理影塑，可直接加工成形后拋光、裝配淹误。對于要改鍛成坯料后再加工成形的嘹券，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(jī)械粗加工→去應(yīng)力退火→機(jī)械精加工→拋光→裝配咽蚣。

　　二萄窜、塑料模具的熱處理特點

　　（一）滲碳鋼塑料模的熱處理特點

　　1.對于有高硬度查刻、高耐磨性和高韌性要求的塑料模具穗泵，要選用滲碳鋼來制造，并把滲碳现诀、淬火和低溫回火作為最終熱處理。

　　2.對滲碳層的要求履肃，一般滲碳層的厚度為0.8～1.5mm仔沿，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封锉，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%為佳假凿。若采用碳赫赊、氮共滲，則耐磨性阶押、耐腐蝕性陪瘟、抗氧化、防粘性就更好阐逗。

　　3.滲碳溫度一般在900～920℃韵谋，復(fù)雜型腔的小型模具可取840～860℃中溫碳氮共滲氏篇。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赶么。滲碳工藝以采用分級滲碳工藝為宜脊串，即高溫階段（900～920℃）以快速將碳滲入零件表層為主琼锋；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怖侦，便于直接淬火谜叹。

　　4.滲碳后的淬火工藝按鋼種不同，滲碳后可分別采用：重新加熱淬火拓酵；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）烧骗；滲碳后空冷淬火（如高合金滲碳鋼制造的大铜诽、中型模具）绳瓣。

　∥松睢（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(jìn)行熱處理挪确，然后進(jìn)行精加工暖夭，才能保證熱處理時變形最小迈着，對于精密模具，變形應(yīng)小于0.05%咬清。

　　2.塑料模型腔表面要求十分嚴(yán)格枫振，因此在淬火加熱過程中要確保型腔表面不氧化萤彩、不脫碳雀扶、不侵蝕肆汹、不過熱等衫半。應(yīng)在保護(hù)氣氛爐中或在嚴(yán)格脫氧后的鹽浴爐中加熱，若采用普通箱式電阻爐加熱悠衔，應(yīng)在模腔面上涂保護(hù)劑锡褂，同時要控制加熱速度估褐，冷卻時應(yīng)選擇比較緩和的冷卻介質(zhì)酝侯，控制冷卻速度烫止，以避免在淬火過程中產(chǎn)生變形烈拒、開裂而報廢。一般以熱浴淬火為佳吓妆，也可采用預(yù)冷淬火的方式行拢。

　　3.淬火后應(yīng)及時回火诞吱，回火溫度要高于模具的工作溫度房维，回火時間應(yīng)充分疑惨，長短視模具材料和斷面尺寸而定，但至少要在40～60min以上他案。

　”字（三）預(yù)硬鋼塑料模的熱處理

　　1.預(yù)硬鋼是以預(yù)硬態(tài)供貨的蠕为，一般不需熱處理领靖，但有時需進(jìn)行改鍛以躯，改鍛后的模坯必須進(jìn)行熱處理槐秧。

　　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)力刁标，獲得均勻的球狀珠光體組織，降低硬度址晕，提高塑性膀懈，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)硬處理工藝簡單谨垃，多數(shù)采用調(diào)質(zhì)處理启搂，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刘陶。由于這類鋼淬透性良好胳赌，淬火時可采用油冷、空冷或硝鹽分級淬火匙隔。表3-27為部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝疑苫，供參考。

　　表3-27部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝

　　鋼號加熱溫度/℃冷卻方式回火溫度/℃預(yù)硬硬度HRC

　　3Cr2Mo830～840油冷或160～180℃硝鹽分級580～65028～36

　　5NiSCa880～930油冷550～68030～45

　　8Cr2MnWMoVS860～900油或空冷550～62042～48

　　P4410830～860油冷或硝鹽分級550～65035～41

　　SM1830～850油冷620～66036～42

　　（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(jìn)行固溶處理代徒，即把鋼加熱到高溫，使各種合金元素溶入奧氏體中差赂，完成奧氏體后淬火獲得馬氏體組織。第二步進(jìn)行時效處理主厅，利用時效強(qiáng)化達(dá)到最后要求的力學(xué)性能拨俏。

　　2.固溶處理加熱一般在鹽浴爐、箱式爐中進(jìn)行辈拔，加熱時間分別可取：1min/mm、2～2.5min/mm匙典，淬火采用油冷幕笋，淬透性好的鋼種也可空冷。如果鍛造模坯時能準(zhǔn)確控制終鍛溫度宜箩，鍛造后可直接進(jìn)行固溶淬火椿笤。

　　3.時效處理最好在真空爐中進(jìn)行，若在箱式爐中進(jìn)行题禀，為防模腔表面氧化鞋诗，爐內(nèi)須通入保護(hù)氣氛，或者用氧化鋁粉迈嘹、石墨粉削彬、鑄鐵屑，在裝箱保護(hù)條件下進(jìn)行時效秀仲。裝箱保護(hù)加熱要適當(dāng)延長保溫時間融痛，否則難以達(dá)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神僵。

　　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

　　06Ni6CrMoVTiAl800～850℃油冷510～530℃×（6～8）h43～48

　　PMS800～850℃空冷510～530℃×（3～5）h41～43

　　25CrNi3MoAl880℃水淬或空冷520～540℃×（6～8）h39～42

　　SM2900℃×2h油冷+700℃×2h510℃×10h39～40

　　PCR1050℃固溶空冷460～480℃×4h42～44

　　三雁刷、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(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼?

　　1.塑料模鍍鉻是一種應(yīng)用最多的表面處理方法保礼，鍍鉻層在大氣中具有強(qiáng)烈的鈍化能力沛励，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)炮障。鍍層硬度達(dá)1000HV目派，因而具有優(yōu)良的耐磨性。鍍鉻層還具有較高的耐熱性铝阐，在空氣中加熱到500℃時其外觀和硬度仍無明顯變化以睦。

　　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(dá)1000～1200HV）等優(yōu)點昂游，因而也非常適合塑料模的表面處理滤钠。含有鉻、鉬跳窖、鋁祠裸、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(jìn)行滲氮處理可大大提高耐磨性职靴。

　　適于塑料模的表面處理方法還有：氮碳共滲眶昵、化學(xué)鍍鎳、離子鍍氮化鈦欲广、碳化鈦或碳氮化鈦拔衙，PVD檩榕、CVD法沉積硬質(zhì)膜或超硬膜等。

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