塑膠模具廠解析:零件的熱處理工藝
塑膠模具廠解析:零件的熱處理工藝
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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。
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;2.高合金滲碳鋼制模具;3.調(diào)質(zhì)鋼制模具;4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具;5.預(yù)硬鋼制模具。
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。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減少。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。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,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。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(dāng)延長保溫時間,否則難以達到時效效果。部分時效硬化
(五)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。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。部分時效硬化。
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(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼?.塑料模鍍鉻是一種應(yīng)用多的表面處理方法,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。
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