科普文：模具资料的选用及热处理工艺

　　模具资料的功能对模具寿数有决定性的影响，依据模具的结构和运用情况，合理选用制模资料是模具工程师的重要任务之一。

　　模具热处理及外表强化是模具制作中的要害工艺，是确保模具质量和运用寿数的重要环节，实际运用证明，在模具失效中因为热处理不妥引起的占很大份额。

　　模具用处广泛，作业条件不同大，制作模具的资料规模很广。现在，冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的资料以钢为主，有些模具还可选用低熔点合金和非金属资料等。

　　1，冷作模具钢：制作金属在冷态下变形的模具，包含：冷冲模、冷挤压模、冷镦模、粉末限制模。要求高硬度、高耐磨性及满足强度和耐性。

　　2，热作模具钢：制作经过加热的固态或液态金属在压力下成型的模具，包含：热锻模、压铸模。要求高温下满足的强度、耐性和耐磨性及高热疲惫抗力和导热性

　　3，塑料模具钢：制作各种塑料模具。塑料种类多，要求不同大，其模具资料规模广。首要要求工艺功能高（热处理变形小、抛光性好、耐腐蚀）

　　模具资料热处理：在钢厂内完结，确保钢材质量，如根本力学功能，金相安排要契合国家标准或行业标准。特色是大型工业炉中大批量出产。

　　模具零件热处理：在模具制作厂完结，或专业热处理厂完结。特色是小批量或单件出产，工艺杂乱多样，设备精巧。

　　热处理工艺办法，分准备热处理和终究热处理。常用办法有：正火、退火、淬火、调质、渗碳及氮化等，见表。

　　冷作模具首要用于金属或非金属资料的冲裁、拉伸、曲折等工序。作业零件接受拉压、曲折、冲击、疲惫、冲突等多种机械力效果。

　　冷作模具钢的首要功能要求：高变形抗力、开裂抗力、耐磨损、抗疲惫、抗黏着功能

　　合金钢首要特色：含C量高、含较多合金元素、合金元素下降钢的马氏体相变点Ms

　　冷作模具钢热处理特色：加热方法(预热或阶梯式升温）、加热介质（选用操控气氛炉、真空炉）、冷却方法（较平缓的冷却方法以削减变形）、外表处理（深冷处理、渗氮）、工序间防护（及时整理）

　　碳素东西钢的热处理：用于要求不太高的小型简略冷作模具作业零件，（T8A,T10A)，T10A运用最遍及，强度和耐性较高。碳素东西钢淬透性差，惯例淬火后淬硬层1.5～3.0mm。

　　低合金钢的热处理：俗称油淬钢，这类钢一般淬火温度较低，在油中冷却，变形小，尺度稳定性好。

　　高合金钢的热处理：首要是高鉻高碳钢，淬透性极高，具有微变形性，也叫微变形钢，是高档冷作钢。

　　火焰淬火冷作模具钢的热处理：为简化大型、特大型冷作模具的出产过程而专门研发的，其热处理特色是：淬火温度规模很宽（880--1150℃），合适手工操作；淬透性很高，空冷后外表硬度高，芯部功能也好；淬火变形倾向性小。

　　冷作模具钢与热作模具钢的差异：冷作模具钢偏重硬度、耐磨性。含碳量高，合金元素以增加淬透性，进步耐磨性为主。 热作模具钢对硬度要求恰当，偏重于红硬性，导热性，耐磨性。因而含碳量低，合金元素以增加淬透性，进步耐磨性、红硬性为主。

　　●典型预硬化塑料模具钢为：SM3Cr2Mo.其热处理工艺为：840--880℃淬火，油冷，600--650℃回火，空冷，供给硬度32HRC。

　　●对应的美国钢材为P20，德国钢40CrMnMo7，日本HPM2。P20钢渗Ｃ后热处理工艺为： 820--870℃淬火, 150--260℃回火，空冷，渗Ｃ层硬度达58-64HRC。德国钢40CrMnMo7淬透性比SM3Cr2Mo好，加工性、抛光性更好。

　　●典型资料有：8CrMnWMoVS(8CrS)，含S易切削钢，热处理硬度达40—42HRC时，其切削加工性适当与退火态的T10A钢（200HBS），可抛光性和光刻浸蚀性好。典型热处理：800±10 ℃退火，保温2-4h，降温到700-720 ℃，保温4-6h，炉冷，硬度=229HBS，880-920 ℃淬火，空冷，硬度63HRC，160-200 ℃回火，空冷，硬度=58HRC。

　　●非合金中碳塑料模具钢是冶金质量（纯真度）更高的中碳碳素结构钢，含C量在0.4%—0.6%。

　　●典型资料有：SM45、SM50，同类日本钢号是S45C—S58C。其热处理工艺与惯例工艺无异，关于小型、精度要求不高的塑料模具零件，首选此钢种。

　　●渗C型塑料模具钢：对受冲击大的塑料模具零件，要求外表硬心部韧，选用渗C钢。一般零件选用20Cr。对外表质量要求很高的零件选用专门钢种：12CrNi3A。

　　●典型钢种有：Cr13、9Cr18等可强化马氏体不锈钢。其热处理与一般不锈钢制品热处理相同。

　　●时效硬化型塑料模具钢：关于形状杂乱、高精度、长寿数的塑料模具零件为削减热处理变形和进步模具零件的精度坚持性选用时效硬化钢。模具零件在固溶处理后变软（28-34HRC），便于加工成型，然后再时效硬化，取得所需归纳力学功能。

　　●马氏体时效硬化钢具有高屈强比、杰出切削功能和焊接功能。典型钢种有18Ni在固溶状况下硬度28HRC，480 ℃时效3h，硬度可进步到43HRC，保温时刻更长，硬度可达52HRC。

　　●分出硬化型钢是经过固溶处理和沉积分出第二相而强化，硬度可达37-43HRC。代表性钢号有：25CrNi3MoAl。这类钢冶金质量高，一般选用特别锻炼，纯真读好，镜面研磨性好。其热处理分为：第一次固溶（淬火），第2次固溶处理（回火）和时效处理。

　　●718塑料模具钢：交货状况已预加硬至HB285-320（HRC30-35）不需求再淬硬，永不变形；可再加硬至HRC40。功能阐明:经电炉精粹或电渣重溶钢，合适电蚀（电火花）加工，易镜面抛光；淬透性好，归纳力学功能好。首要用于：

　　●718H （ 36元/单位） 为真空熔炼之铬-镍-钼合金钢，出厂前已经过淬硬及回火处理，具有下俩各项长处：无淬裂和热处理变形危险 无需热处理费用 缩短模具制作周期 下降模具所需本钱（例，无需侨正变形） 模具易于批改 可施以氮化及火眼硬化处理，以增进模具的外表硬度及耐磨性。 718H首要用处： 大型长寿数塑胶注塑模，如家电制品，电脑外壳等模具高外表光洁度之塑胶制品模具吹塑模因为硬度高，可用于塑胶模具中之滑块成形东西，紧缩-制动模（弯板机模），（视出产需求可施加火焰硬化或氮化处理）结构零件及轴 ●718H钢材专长： 抛光性及加工性好,钢材纯真度高.

　　●S136 －－高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢材一勝百（瑞典）ASSAB STAVAX ESR(S-136)为高級不锈东西钢、其具有以下的特性：

　　● 淬火時具有优秀的穩定性綜合上列的长处，使得該鋼種具有杰出的生産特性。由於其優良的耐腐蝕性，在塑料模具中运用的好處概述如下：

　　高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢材HPM38是13Cr系含Mo不锈钢，经过特别溶解制作而成有很好的耐腐蚀性。因而，最合适于要求硬度高且对耐腐蚀镜面性要求高的塑胶模具，并且，HPM38热处理尺度改变极小，合适精细热处理。别的，它的浸蚀性好，有利于模具的保养。首要用于：日用通明産品(家电,医疗,食物)高抛光要求的模具以及耐腐蚀要求的橡胶模具等。如：通讯器材零件，医疗器械零件等。

　　首要失效方式：开裂（开裂或机械疲惫裂纹）、塑性变形或型腔堆塌、热疲惫、热磨损和热熔损.

　　热作模具钢的首要特色：除杰出的工艺功能外，还要求在不同温度下具有高的强度、耐性、硬度、热稳定性。一般含C量较低，多元合金化（含Cr、W、Mo、Ni、V、Si、Co等）

　　高热强性热作模具钢：首要制作压铸模、机锻模的作业零件。要求有较高的热强性、热疲惫性、热熔损、回火抗力、热稳定性。一般含较多Cr、W、Si、Mo、V等合金元素。代表钢号有： 4Cr5MoSiV、 4Cr5MoSiV1(国外商标H13)、4Cr3Mo3SiV

　　高耐磨性热作模具钢：具有红硬性和杰出的热磨损性，有较高的高温强度、高温耐性和热稳定性。代表钢号：3Cr2W8V，含W量高。淬火温度高：1100-1150 ℃，为削减变形，要缓慢升温，对杂乱、大型件应预热

　　模具用铸铁的热处理：制作大型杂乱模具，一般选用球墨铸铁、合金铸铁。典型热处理为正火及高温回火。

　　模具用铸钢的热处理：大型锻模，典型代表ZG5CrMnMo、ZG5CrNiMo等。热处理一般为正火和回火。

　　钢结硬质合金的热处理：以钢基体为黏结相，以金属碳化物为硬质相，经过粉末冶金工艺限制烧结而成。其热处理与合金东西钢根本相同。

　　凡经过时效热处理可进步硬度的合金钢，均称之为时效硬化合金钢。典型钢种有马氏体时效钢和沉积硬化不锈钢。前者的根本成分为含碳≤0.03%和镍18%～25%，并增加有各种能发生时效硬化的合金元素，它首要用于飞机上的某些部件、火箭发动机外壳等，也用于压铸模具等方面。沉积硬化不锈钢又分为奥氏体-马氏体沉积硬化不锈钢和马氏体沉积硬化不锈钢。奥氏体-马氏体沉积硬化不锈钢可用作飞机机体的薄壁结构、蜂窝结构，还可作燃料储箱、火箭发动机外壳、高压容器等。马氏体沉积硬化不锈钢可耐大气、水以及其他一些介质腐蚀，用于制作液体火箭壳体和核动力设备中的某些零件。