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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)—消除淬火應力，調節硬度，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
低溫回火的優點:
? 表面光亮，變形小? 抗蝕性較高? 小模具韌性高? 高硬度
高溫回火的優點:在高溫下工作較穩定,可隨后進行氮化,PVD不易WEDM及磨削開裂減少R.A %, 穩定尺寸.
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，經保溫后空冷以獲得細小珠光體的熱處理工藝● 正火的目的：細化晶粒，使組織均勻;消除過共析鋼中的原始組織中的網狀碳化物;提高韌性，改善切削加工性;作為鋼材的預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，或是一些產品設計很特別的澆口，流道●材料：高速鋼如SKH51
二、58-61HRC
●使用范圍：加玻纖在40％以上，且產品結構簡單的小型模具及鑲件。●材料：DC53/SKD11/D2
三、54-58HRC
●使用范圍：產品加玻纖在30％以上，產品結構相對較為復雜，或用作耐磨塊。●材料：635, 440C SUJ2,GCr15
四、48-52HRC
●使用范圍：啤量要求過100萬以上長期生產的硬模，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（三維對角線超過400），或是設計上存在應力集中的長期生產的模具;及長期使用的行位/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雜中大型塑膠模;或是中等批量生產的要求尺寸穩定的模具;對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:中小批量生產的不防酸普通塑膠模;對材料耐磨性無較高要求的行位/斜頂●材料:LKM738H,LKM838H,LKM718H,LKM818H.
八、30-35HRC●使用范圍：中小批量生產的大型塑膠模;對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力開裂, 及保有較好韌性,須用較高回火溫度, 因此硬度應適當降低.
3. 熱處理的變形
什么是變形？
● 工件在熱處理過程發生的尺寸和形狀的變化；● 加工應力，熱應力和組織轉變應力導致了模具的變形；● 淬火和回火均會導致翹曲變形，且加熱溫度越高，變形越大。
變形的類型
加工應力
● 模具粗加工過程中（車削，銑削，磨削）會在模具表面產生張應力；● 在熱處理淬硬過程的加熱階段加工張應力將會被釋放，導致形變；● 通過熱處理前去應力處理可減低因加工應力而產生的變形。
消除應力處理
熱應力
● 模具表面和心部的溫差導致模具內部熱應力的產生，是引致形狀改變的主要原因；● 加熱時鋼的體積會增加，不均勻的加熱會導致鋼在各個方向上的體積增長不一致，從而產生應力和形變；● 當處理較大且形狀復雜的模具時，應采用緩慢的加熱速度并增加預熱步驟，以保證材料表面和心部加熱的均勻性。
淬火快冷與慢冷
淬冷速率過快導致開裂
組織轉變應力
● 應力來自鋼中的組織轉變；● 鋼在不同狀態下的三種組織：鐵素體，奧氏體，馬氏體具有不同的晶體結構和體積。
碳素鋼在組織轉變中的體積變化
熱處理過程中不可避免的變形
熱處理過程中可避免的變形
如何減低變形？
● 模具形狀簡單和對稱；● 粗加工后進行消除應力處理再進行熱處理；● 硬化過程中緩慢加熱；● 采用合適的模具材料；● 淬冷時盡量采用溫和的淬冷速率但不可過慢以獲得正確的顯微組織；● 選擇合適的回火溫度。
推薦預留的加工余量
4.運用表面處理技術提高模具壽命
磨粒磨損
粘著磨損
軟氮化
● 氣氛：NH3+C2H2● 時間：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
中高頻感應加熱
● 用不同功率線圈感應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。● 主要用于直徑較小的邊釘零件（標準為60以下，非標可達50-80）
鍍鉻（鎳）和發黑處理
● 功能：提高耐腐蝕性和耐磨性；● 鍍層厚度：0.01-0.02mm● 鍍鉻的負作用：引至氫脆
PVD硬質涂層的功用
●減低刀具與被加工材料之間，模具之間的磨損；●起自潤滑作用，較小的摩擦系數；●良好的絕緣媒介，保護工模具的表面，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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