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模具钢热处理概述及常用工艺特点
模具钢热处理主要分为普通炉热处理和真空炉热处理两大类,根据淬火介质的不同,又可进一步分为气淬和油淬。常见的热处理工艺包括淬火、退火、调质、回火、去应力、超深冷处理、球化退火、氮化、渗碳、高频处理及发黑处理等。
热处理的主要目的是提升模具钢的硬度,改善其组织结构,消除内部应力,从而增强耐磨性能,降低开裂风险,并优化韧性,确保模具钢能满足特定的使用条件。
以下是几种常用模具钢热处理工艺的特点:
1.普通炉热处理:此工艺设备简单,成本较低,但依赖于操作经验。其缺点是处理后模具钢表面易氧化,晶粒粗大,可能导致模具开裂,且耐磨性、韧性等性能不佳。该工艺在工业不发达时期应用广泛,现主要用于普通零件的热处理。
2.真空炉热处理:此工艺设备投资大,成本高,但热处理温度易于控制,零件表面不易氧化,品质稳定性好。处理后模具钢组织均匀,能显著提升各项性能,如硬度、耐磨性、韧性等。此外,真空炉热处理还能有效去除应力,降低开裂风险,并提升镜面抛光性。该工艺主要用于对模具钢、高速钢、特殊钢及不锈钢等高要求场合的热处理。
3.淬火处理:旨在提高模具钢的硬度和耐磨性,同时改善镜面抛光性和防锈性能。淬火工艺广泛应用于高合金模具钢、冷作模具钢、热作模具钢及特定型号如S136模具钢的热处理。
4.超深冷处理:通过细化模具钢组织,大幅提升其各项性能,确保模具在极端低温下(-50°C)也能正常工作而不开裂。该处理还能稳定模具的加工尺寸,防止变形。主要应用于五金冲压模具冲头料和高速钢的热处理。
5.调质处理:旨在将模具钢的硬度控制在适中范围,既满足使用性能要求,又兼顾韧性。调质处理能降低用户进行后续热处理的成本,减少模具开裂风险。该工艺主要用于塑胶模具钢及要求韧性的机械零件。
模具钢热处理方法和工艺多样,具体选择应依据模具钢的使用场合和性能要求。热处理质量受热处理炉真空度的影响较大,且由于热处理过程的复杂性,难以实现完全标准化生产,操作师傅的经验对热处理质量具有重要影响。