塑料模具钢及其热处理

对塑料模具钢的要求及热处理☆耐腐蚀、硬度高、易切削加工、高镜面性。

钢的热处理：1.予硬化型塑料模具钢的热处理：⑴.我国的3Cr2Mo：相当美国的P20，瑞典（ASSAB）的618，德国的40CrMnMo7，日本（日立）的HPM2。

荐的规范为淬火—840~8800C，油冷，回火—600~6500C，空冷，硬度—28~33HRC。

⑵.美国（AISI、SAE）推荐的P20钢渗碳后的热处理工艺：淬火—820~8700C，回火—150~2600C，空冷，硬度—58~64HRC（渗碳层表面硬度）。

⑶.德国40CrMnNiMo钢（DIN2738，相当于P20＋Ni或SM3Cr2NiMo）的热处理特性：淬透性比SM3Cr2Mo更高，保证钢在较大截面上力学性能均匀，宜做大截面（＞400mm）的塑料模具。

钢的冶金质量、加工性优良。

抛光性和电蚀刻性亦好。

供应硬度：280~325HBS退火工艺：加热温度710~740 0C，炉冷。

硬度≤265HBS。

淬火：奥氏体化温度840~8700C，必须予热，予热温度约6500C。

形状复杂、尺寸厚薄不均者最好二次予热，第一次约4000C予热，保温时间按0.5~1.0min/mm计算。

经予热后的淬火保温时间按0.5min/mm计算。

为使合金元素充分溶入奥氏体，保温时间应足够。

冷却：油冷或180~2200C热浴分级淬火，以热浴为好。

热浴冷却保温时间以模具整个截面温度均匀为度，然后出炉空冷到800C左右立即回火。

2小时，空冷。

渗氮：可提高耐热疲劳强度，降低摩擦系数（抗咬合），延长模具使用寿命。

以离子渗氮或气体渗氮为宜（干净）。

有效渗氮层深度以0.2~0.3mm为宜。

硬度550~800HV，渗氮后不宜研磨，以免渗氮层磨掉。

焊接：焊接时须予热至400~5000C后，进行焊接。

焊接后及时消除应力退火，工艺为600~6500C，充分保温后炉冷。

镀铬：该钢可以镀铬，镀铬后应立即进行去氢退火。

去氢退火工艺：加热温度180~2000C，保温时间2~4小时。

第一节模具材料的硬度与测量方法一、塑料模具钢的使用性能包括：1、硬度与耐磨性：塑料模具钢需具有强韧性、一定的耐磨性、足够的机械强度和硬度、并有足够的硬化层，才能满足使用要求。

一般而言，硬度高的材料，其耐磨性也要好。

2、热性能术语：●热导率：热导率越大，金属的导热性越好。

金属中银与铜的导热性最好，铝次之；纯金属具有好的导热性，合金的成分越复杂，其导热性越差。

●导热性：在稳定状态条件下单位时间内传递的热量。

●散热性：意味着当温度变化时，达到热平衡的快慢程度。

●渗热性(导热性除以散热性的平方根)：一种测量材料在突然接触时，从一个更高温度物体上即刻散热的效率。

●热膨胀性：材料随温度的改变而出现体积变化的现象称为热膨胀性。

用热膨胀系数来表示。

热处理变形小，模具尺寸稳定。

3、机械加工性：机械加工性能好，表面粗糙度值低，良好的表面抛光性能，加工残余应力能控制在最小限度。

4、强度和韧性：韧性：是指金属在断裂前吸收变形能量的能力，即抵抗冲击破坏的能力。

用摆锤冲击测量。

试样横截面尺寸为10×10㎜，长度为55㎜。

试样中部开有V或者U型缺口。

5、耐腐蚀性：金属材料的化学性能是指材料抵抗氧、水及其它化学物质腐蚀破坏的能力，称为耐腐蚀性。

二、硬度的阐述：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。

金属硬度(Hardness)的代号为H。

生产中常用压入法测量硬度，其方法是将一定的几何形状的压头在一定的压力作用下，压入材料的表面，根据压入的程度来测量硬度值。

压入法测量硬度常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)、肖氏硬度(HS)、里氏（HL）硬度等，其中HB及HRC较常用。

HB利用规模较广，供货状态常用，Cu、Al也可用。

HRC实用于外表高硬度材料，如热处理硬度等。

两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。

HV-实用于显微分析，Cu、Al也可用。

预硬型塑料模具钢热处理预硬型塑料模具钢的制造工艺线：对于直接使用购进的模块加工的模具，因钢材在供货状态已经进行了预硬化处理，模具可在加工成型后直接抛光、装配；或者在加工成型后，增加一道去应力退火，在进行抛光、装配。

对于要该锻成坯料后再加工成型的，其工艺路线为下料→改锻→球化退火→刨铣加工→预硬化处理（32—42HRC）→机械粗加工→去应力退火→机械精加工→抛光→装配。

预硬处理通常是采用淬火后高温回火（调质处理），固淬透性是预硬钢的一个重要工艺指标，淬透性的高低将直接影响模具的最终力学性能，在制定淬火工艺时必须了解。

在确定淬火温度时，可参考各种钢的临界点，某些预硬钢的临界点列于表1-1中。

预硬钢的高温回火（大于450℃）后的硬度，在毛坯大小一定的条件下，取决于钢的回火稳定性，这与钢的合金元素有关，可通过不同温度下的回火试验，测定钢的硬度与回火温度关系曲线作为参考。

高温回火后的冷却速度也要注意，对于某些预硬钢来讲，当其自高温回火温度缓慢冷却时，往往会产生回火脆化。

会产生回火脆化的钢，不仅室温下的冲击韧性较正常的钢低，而且使钢的脆性转变温度大为提高。

预硬钢在回火后，自高温回火温度快冷（油冷）可减小或消除脆性，但对于大的模块难以做到。

已经知道，钢加入一定的Mo或者W可有效抑制回火脆性，故对于大模块的预硬钢选材是一定要注意。

SM3Cr2Mo是我国最早列标的预硬模钢，相当于P20，预期相似的有德国40CrMnMo7、日本HPM2、瑞典618。

SM3Cr2Mo热处理工艺为850℃—880℃油淬，600℃—650℃回火（空冷），硬度28—33HRC。

美国P20钢推荐工艺为820℃—870℃油淬，150℃—260℃回火，硬度48—50HRC。

德国DIN40CRMnMo7与P20（3Cr2Mo）的化学成分很接近，只是Mn和Cr的含量有所提高，而Mo的含量有所降低。

该钢的淬火温度与P20也相近，为860℃—870℃。

浅谈塑料成型模具钢材的选用和热处理摘要：塑料是20世纪人类重大的发明，它的出现和广泛使用，给我们的生活带来了极大的方便，为人类的物质文明谱写了新的篇章。

不管是在工业生产中还是在我们的生活中，塑料产品无处不在。

而生产的塑料产品的工具即注塑模具，它在这种生产关系中起到至关重要的作用。

塑料经过塑化成高温的流态状液体，注射到模具中，进过冷却成型，脱模等工序最后成制品。

在这个过程中，塑料在成型时因分子的拉伸和剪切，在制品中会留下残余应力，这种残余应力会导致不但会使制品变形而且会使模具变形甚至开裂。

所以注塑模具对钢材的要求非常高，模具钢材的选择对模具寿命，加工性，精度影响都非常大。

本文主要简述了注塑模具模具钢的性能，选用，常用钢材，塑料模具钢的热处理等方面。

关键词：模具材料模具钢模具钢性能模具钢热处理近年来我国制造也得飞速发展，而模具制造业更是如此。

模具制造业的首要问题就是模具材料，模具材料直接影响模具的质量及模具产品的质量。

塑料模具是模具中的一个不可忽视的分支。

因此，我国对塑料成型模具材料需求量越来越大，同时还对材料的质量、性能、品种规格等提出了越来越高的要求。

由于我国的模具材料需求量之大，浪费量大，所以国内的模具使用的进口的较少，一般都是国产的。

利用钢的合金化成分设计原理结合我国冶金技术的特点合成一种新的钢种和引进国外材料先进、性能优良的钢种，进行国产化研制是我国主要的两种开发研制模具钢的方法。

1塑料模具钢应该具备的性能不管是五金模具还是塑料模具，模具对钢材的要求都非常高，因为钢材的性能直接影响模具寿命，加工的难易程度，模具的精度，后期使用中对制品的性能影响等影响很大。

塑料模具钢对性能的要求内容因模具的结构，，模具的寿命，成型制品的塑料料，成型品的性能，外观，尺寸精度而要求也不同，但一般应满足如下要求：1）机械加工性能优良。

由于塑料模具制造成本高，材料只占模具成本的一小部分，因此在选钢材时，在满足性能要求下，应优选工艺性能好，性能稳定和使用寿命长的钢种。

塑料模具零件的热处理工艺选用不同品种钢材作塑料模具，其化学成分和力学性能各不相同，因此制造工艺路线不同；同样，不同类型塑料模具钢采用的热处理工艺也是不同的。

本节主要介绍塑料模具的制造工艺路线和热处理工艺的特点。

1.塑料模具的制造工艺路线1.1低碳钢及低碳合金钢制模具例如，20,20Cr,20CrMnTi等钢的工艺路线为：下料一锻造模坯一退火f机械粗加工f冷挤压成形f再结晶退火f机械精加工f渗碳一淬火、回火一研磨抛光一装配。

1.2高合金渗碳钢制模具例如12CrNi3A,12CrNi4A钢的工艺路线为：下料一锻造模坯一正火并高温回火一机械粗加工一高温回火一精加工一渗碳一淬火、回火一研磨抛光一装配。

1.3调质钢制模具例如，45,40Cr等钢的工艺路线为：下料一锻造模坯一退火一机械粗加工一调质一机械精加工一修整、抛光f装配。

1.4碳素工具钢及合金工具钢制模具例如T7A〜T10A,CrWMn,9SiCr等钢的工艺路线为：下料一锻成模坯一球化退火一机械粗加工一去应力退火一机械半精加工一机械精加工一淬火、回火一研磨抛光一装配。

1.5预硬钢制模具例如5NiSiCa,3Cr2Mo(P20)等钢。

对于直接使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处理，可直接加工成形后抛光、装配。

对于要改锻成坯料后再加工成形的，其工艺路线为：下料一改锻一球化退火一刨或铳六面一预硬处理(34〜42HRC)-机械粗加工一去应力退火f机械精加工f抛光f装配。

2.塑料模具的热处理特点2.1渗碳钢塑料模的热处理特点1.对于有高硬度、高耐磨性和高韧性要求的塑料模具，要选用渗碳钢来制造，并把渗碳、淬火和低温回火作为最终热处理。

2.对渗碳层的要求，一般渗碳层的厚度为0.8〜1.5mm,当压制含硬质填料的塑料时模具渗碳层厚度要求为 1.3〜1.5mm，压制软性塑料时渗碳层厚度为0.8〜1.2mm。

渗碳层的含碳量为0.7%〜1.0%为佳。

若采用碳、氮共渗，则耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化、防粘性就更好。

h13模具热处理
H13是一种热作模具钢，通常用于制造高温工作环境下的塑料注塑模、压铸模、挤压模等。

热处理对于提高H13模具钢的硬度、耐磨性和热稳定性非常重要。

以下是一般情况下对H13模具钢进行的常见热处理步骤：
* 预热：在进行任何热处理之前，通常会对H13钢进行预热。

目的是均匀升温整个工件，以避免热应力和形状变化。

预热温度通常在500°C到700°C之间。

* 加热：将H13钢加热到合适的温度，一般在980°C到1050°C之间。

这一步是为了使钢达到适当的结晶结构。

* 保温：在达到所需温度后，保持一段时间，以确保钢材内部均匀加热，使相应的相变发生。

保温时间通常与工件的尺寸和形状有关。

* 淬火：在保温之后，迅速将H13钢冷却到室温。

这一步是为了实现硬度和耐磨性的提高。

通常采用油冷、气冷或盐浴淬火等方式。

* 回火：为了减轻淬火带来的脆性，提高韧性，H13模具钢会进行回火处理。

回火的温度和时间取决于所需的最终性能。

通常在500°C到600°C范围内进行回火。

* 表面处理（可选）：为了进一步提高H13模具钢的耐磨性，可以考虑进行表面处理，比如氮化、渗碳等。

这些热处理步骤的具体参数会受到制造商建议、具体应用和模具设计的影响。

在实际操作中，建议根据具体要求进行调整，并在合适的条件下进行试验，以确保获得期望的模具性能。

1。

常用模具钢热处理工艺推荐一、热作钢1.2344热处理工艺：常用热作模具钢有：EX1、EX2、1.2343、1.2344、1.2367。

下面我们重点讲解1.2344热处理工艺。

1）1.2344材料经模具机加工后淬火前安排去应力处理：特别是对于大件内模料必须经过此工序。

每分钟升温3.5℃。

如右图2）1.2344钢真空高压气体淬火工艺：如下图所示表1：淬火温度：牌号 T Aust1 ℃T Aust2 ℃ EX1 1000 1010-1015 EX2 1000 1010-1015 1.2343 990 1010 1.2344 1010 1030 1.236710101030(TA 表示炉膛温度，TC 表示工件心部温度；TS 表示工件表面16mm 深处测得的温度) 2.1）预热：按照模具复杂程度和厚度情况，可选择进行2～3次预热，预热保温时间以模具心部到温或接近炉膛温度为准。

第1阶段预热：升温速度选择3.5℃/分；升温至Ta=650℃进行保温，当Ta-Tc ≤30℃时，可进入下一阶段；第2阶段预热：升温速度选择2.5℃/分；升温至Ta=850℃进行保温，当Ta-Tc ≤10℃时，可进入下一阶段； 2.2）加热阶段：升温速度可选择10-15℃/分； 升温至Ta= T Aust1进行保温，当Ta-Tc=10℃时，开始计算保温时间；T Aust1温度下保温时间的80%后，升温至T Aust2，保温剩余的20%时间。

(温度T Aust1，T Aust2见上表，为了避免发生晶粒粗大的危险，热处理温度最大不能超过上表中的T Aust2)。

保温时间国内一般采用工件有效厚度每2mm 保温1分钟计算。

但由于装炉量及炉子状况不预热1预热2同，因此，在加热阶段和冷却阶段采用K 型热电偶插入工件心部和表面下16MM 深处，直接检测工件真实温度，并据此来确定保温时间是较为客观可靠的。

2.3)淬火冷却阶段：淬火冷却气体N 2压力选择，可根据模具厚度和复杂程度选择，一般应≥9bar(即TS 的冷却速度最好应该≥50℃/分，Tc 应该≥28℃/分)，冷却到TS=500℃时，可以适当的降低压力。

2316模具钢热处理工艺一、引言2316模具钢是一种常用的塑料模具钢材料，具有优异的耐磨性和耐蚀性，被广泛应用于塑料注塑模具、挤出模具和压铸模具等领域。

在使用2316模具钢前，需要对其进行热处理，以提高其硬度和耐磨性，从而确保模具具备较长的使用寿命。

本文将介绍2316模具钢的热处理工艺。

二、2316模具钢的组织特点2316模具钢是一种马氏体不锈钢，具有较高的硬度和优异的耐腐蚀性。

其主要组织特点是细小的碳化物分布均匀，提供了良好的耐磨性和耐蚀性。

三、2316模具钢的热处理工艺1. 固溶处理：将2316模具钢加热至1050-1100℃，保持一段时间后迅速冷却。

固溶处理能够使钢材中的碳化物溶解于基体中，提高钢材的硬度和强度。

2. 快速冷却：固溶处理后，需要立即进行快速冷却。

常用的快速冷却方法包括水冷、油冷和空气冷。

其中，水冷效果最好，可以获得最高的硬度。

3. 回火处理：在快速冷却后，钢材会变得非常脆硬，需要进行回火处理。

回火温度一般在250-400℃之间，保温时间根据需要而定。

回火处理可以减轻钢材的内应力，提高其韧性和塑性。

四、2316模具钢的热处理效果经过上述热处理工艺后，2316模具钢的硬度得到显著提高，耐磨性和耐蚀性得到增强。

同时，通过适当的回火处理，钢材的韧性和塑性也得到改善。

这些热处理效果使得2316模具钢在使用过程中具有更长的使用寿命和更好的性能表现。

五、2316模具钢热处理工艺的注意事项1. 温度控制：在进行热处理过程中，需要严格控制加热温度、保温时间和回火温度，以确保钢材的性能达到要求。

2. 冷却介质选择：不同的冷却介质对钢材的硬度和韧性有不同的影响，需要根据具体情况选择合适的冷却介质。

3. 热处理设备：热处理设备的性能和控制精度对热处理效果有重要影响，需要选择合适的设备进行处理。

六、结论2316模具钢是一种常用的塑料模具钢材料，经过适当的热处理工艺可以提高其硬度、耐磨性和耐蚀性。

热处理过程中需要控制好温度、时间和冷却介质，以获得理想的热处理效果。