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1.熱處理與模具壽命
什么叫熱處理？熱處理是將鋼材加熱,冷卻得到所需組織和性能的一種工藝
熱處理的三把火
● 退火（Annealing)—降低硬度，改善加工性能。退火組織：鐵素體（ F）/球粒狀珠光體（ P）
● 淬火（Qunching)—提高硬度，增加強(qiáng)度和耐磨性。淬火組織：淬火馬氏體（ M ）+ 殘余奧氏體（AR）● 回火（Tempering)—消除淬火應(yīng)力，調(diào)節(jié)硬度，提高韌性。回火組織：回火馬氏體（M ） / 索氏體（S ）
典型熱處理工藝
低溫回火的優(yōu)點(diǎn):
? 表面光亮，變形小? 抗蝕性較高? 小模具韌性高? 高硬度
高溫回火的優(yōu)點(diǎn):在高溫下工作較穩(wěn)定,可隨后進(jìn)行氮化,PVD不易WEDM及磨削開裂減少R.A %, 穩(wěn)定尺寸.
如何重新淬火？
必須先退火? 避免韌性急劇下降? 防止開裂
正火（常用于中低碳鋼）
● 正火是將鋼加熱到全部奧氏體化的溫度，經(jīng)保溫后空冷以獲得細(xì)小珠光體的熱處理工藝● 正火的目的：細(xì)化晶粒，使組織均勻;消除過(guò)共析鋼中的原始組織中的網(wǎng)狀碳化物;提高韌性，改善切削加工性;作為鋼材的預(yù)先熱處理或最終熱處理.
2.合理選擇模具的熱處理硬度
一、>63HRC
●使用范圍：一些耐磨性要求特別高的塑料，或是一些產(chǎn)品設(shè)計(jì)很特別的澆口，流道●材料：高速鋼如SKH51
二、58-61HRC
●使用范圍：加玻纖在40％以上，且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型模具及鑲件。●材料：DC53/SKD11/D2
三、54-58HRC
●使用范圍：產(chǎn)品加玻纖在30％以上，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，或用作耐磨塊?！癫牧希?35, 440C SUJ2,GCr15
四、48-52HRC
●使用范圍：啤量要求過(guò)100萬(wàn)以上長(zhǎng)期生產(chǎn)的硬模，或加玻纖量為15--30%，或電木模.●材料：420，H13，H11
五、44-48HRC●使用范圍：中大型塑膠硬模（三維對(duì)角線超過(guò)400），或是設(shè)計(jì)上存在應(yīng)力集中的長(zhǎng)期生產(chǎn)的模具;及長(zhǎng)期使用的行位/斜頂●材料：420、H13、H11
壓鑄模/塑膠硬模/行位
ADC3 vs DH31-S vsLKM2344SUPER
六、40-44HRC
使用范圍：熱處理有一定難度的形狀較復(fù)雜中大型塑膠模;或是中等批量生產(chǎn)的要求尺寸穩(wěn)定的模具;對(duì)材料韌性和耐磨性均有要求的行位/斜頂。材料：H11,MEK4 、 LKM808E/NAK80
七、35-40HRC
●使用范圍:中小批量生產(chǎn)的不防酸普通塑膠模;對(duì)材料耐磨性無(wú)較高要求的行位/斜頂●材料:LKM738H,LKM838H,LKM718H,LKM818H.
八、30-35HRC●使用范圍：中小批量生產(chǎn)的大型塑膠模;對(duì)材料韌性有較高要求的行位/斜頂●材料：LKM738、LKM2311,LKM2083H、LKM2316,LKM420H(防酸),S136H,S-STAR(亮面),336
九、<30HRC
●使用范圍:大型原身出的低成本無(wú)表面要求的塑膠模具●材料：S45-55C、P20、WY2311
常見硬模材料硬度選擇(H13 & 420 )
大模具為防止淬火應(yīng)力開裂, 及保有較好韌性,須用較高回火溫度, 因此硬度應(yīng)適當(dāng)降低.
3. 熱處理的變形
什么是變形？
● 工件在熱處理過(guò)程發(fā)生的尺寸和形狀的變化；● 加工應(yīng)力，熱應(yīng)力和組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力導(dǎo)致了模具的變形；● 淬火和回火均會(huì)導(dǎo)致翹曲變形，且加熱溫度越高，變形越大。
變形的類型
加工應(yīng)力
● 模具粗加工過(guò)程中（車削，銑削，磨削）會(huì)在模具表面產(chǎn)生張應(yīng)力；● 在熱處理淬硬過(guò)程的加熱階段加工張應(yīng)力將會(huì)被釋放，導(dǎo)致形變；● 通過(guò)熱處理前去應(yīng)力處理可減低因加工應(yīng)力而產(chǎn)生的變形。
消除應(yīng)力處理
熱應(yīng)力
● 模具表面和心部的溫差導(dǎo)致模具內(nèi)部熱應(yīng)力的產(chǎn)生，是引致形狀改變的主要原因；● 加熱時(shí)鋼的體積會(huì)增加，不均勻的加熱會(huì)導(dǎo)致鋼在各個(gè)方向上的體積增長(zhǎng)不一致，從而產(chǎn)生應(yīng)力和形變；● 當(dāng)處理較大且形狀復(fù)雜的模具時(shí)，應(yīng)采用緩慢的加熱速度并增加預(yù)熱步驟，以保證材料表面和心部加熱的均勻性。
淬火快冷與慢冷
淬冷速率過(guò)快導(dǎo)致開裂
組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力
● 應(yīng)力來(lái)自鋼中的組織轉(zhuǎn)變；● 鋼在不同狀態(tài)下的三種組織：鐵素體，奧氏體，馬氏體具有不同的晶體結(jié)構(gòu)和體積。
碳素鋼在組織轉(zhuǎn)變中的體積變化
熱處理過(guò)程中不可避免的變形
熱處理過(guò)程中可避免的變形
如何減低變形？
● 模具形狀簡(jiǎn)單和對(duì)稱；● 粗加工后進(jìn)行消除應(yīng)力處理再進(jìn)行熱處理；● 硬化過(guò)程中緩慢加熱；● 采用合適的模具材料；● 淬冷時(shí)盡量采用溫和的淬冷速率但不可過(guò)慢以獲得正確的顯微組織；● 選擇合適的回火溫度。
推薦預(yù)留的加工余量
4.運(yùn)用表面處理技術(shù)提高模具壽命
磨粒磨損
粘著磨損
軟氮化
● 氣氛：NH3+C2H2● 時(shí)間：5—8 H● 溫度：510--560 ℃● 氮化層深度：0.2mm● 氮化層表面硬度：約600-1100HV● 適用范圍：塑膠模具，零配件
離子氮化
● 氣氛：N2● 時(shí)間：48--72 H● 溫度：450--550 ℃● 氮化層深度：0.2—0.6mm● 氮化層表面硬度：約800-1200HV● 適用范圍：塑膠、五金模具，零配件
滲碳淬火
● 氣氛：煤油+甲醇● 時(shí)間：72 H● 溫度：870-980 ℃● 滲碳層深度：0.8mm● 滲碳層表面硬度：約50-60HRC● 適用范圍：零配件
中高頻感應(yīng)加熱
● 用不同功率線圈感應(yīng)加熱以獲得表面馬氏體淬硬層，高頻可獲1-1.5mm的硬化層, 中頻可獲3mm的硬化層，心部仍保持為退火狀態(tài)?！?主要用于直徑較小的邊釘零件（標(biāo)準(zhǔn)為60以下，非標(biāo)可達(dá)50-80）
鍍鉻（鎳）和發(fā)黑處理
● 功能：提高耐腐蝕性和耐磨性；● 鍍層厚度：0.01-0.02mm● 鍍鉻的負(fù)作用：引至氫脆
PVD硬質(zhì)涂層的功用
●減低刀具與被加工材料之間，模具之間的磨損；●起自潤(rùn)滑作用，較小的摩擦系數(shù)；●良好的絕緣媒介，保護(hù)工模具的表面，避免刀模具與被加工材料的直接接觸；●有效提高耐磨性，大大提高工模具使用壽命。
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