Proceso de tratamiento térmico de moldes de plástico de acero endurecido y acero preendurecido.
1. Ruta del proceso de fabricación de moldes de plástico
1. Acero con bajo contenido de carbono y acero para moldes de aleación con bajo contenido de carbono.
Por ejemplo, 20, 20Cr, 20CrMnTi y otros aceros. , sus procesos La ruta es: corte → forjado troquelado → recocido → mecanizado desbaste mecánico → conformado por extrusión en frío → recocido por recristalización → acabado mecánico → carburación → templado y revenido → rectificado y pulido → ensamblaje.
2. Molde de acero carburado de alta aleación
Por ejemplo, la ruta de proceso del acero 12CrNi3A y 12CrNi4A es: corte → forjado de molde en bruto → normalización y templado a alta temperatura → procesamiento mecánico en bruto → Templado a alta temperatura → Acabado → Carburación → Enfriamiento y revenido → Rectificado y pulido → Montaje.
3. Moldes de acero templado y revenido
Por ejemplo, la ruta del proceso de 45, 40Cr y otros aceros: corte → molde de forjado → recocido → desbaste mecánico → templado → acabado mecánico → Recorte, pulido → montaje.
4. Moldes de acero para herramientas al carbono y acero aleado para herramientas.
Por ejemplo, la ruta del proceso de T7A ~ T10A, CrWMn, 9SiCr y otros aceros es la siguiente: corte → forjado en blanco. → bola Recocido químico → mecanizado en desbaste mecánico → recocido para aliviar tensiones → semiacabado mecánico → acabado mecánico → templado, revenido → recorte, pulido → montaje.
5. Molde de acero pretemplado
Como 5NiSiCa, 3Cr2Mo (P20) y otros aceros. Para las barras que se utilizan directamente para el procesamiento, dado que se suministran en estado pretemplado, se pueden procesar, pulir y ensamblar directamente. Para las palanquillas de acero que deben forjarse con precisión y luego procesarse para darles formas, la ruta del proceso es: corte → forjado de precisión → recocido esferoidizado → cepillado o fresado de seis lados → tratamiento de preendurecimiento (34 ~ 42 HRC) → mecanizado de desbaste mecánico → alivio de tensiones Recocido → acabado mecánico → pulido → montaje.
2. Características del tratamiento térmico de moldes de plástico
(1) Características del tratamiento térmico de moldes de plástico de acero cementado
1. Para moldes de plástico con requisitos de alta dureza, alta resistencia al desgaste y alta tenacidad, se debe utilizar acero cementado para fabricarlos y se debe utilizar cementación, temple y revenido a baja temperatura como tratamiento térmico final.
2. Requisitos para la capa cementada Generalmente, el espesor de la capa cementada es de 0,8 a 1,5 mm. Cuando el plástico a presión contiene rellenos duros, se requiere que el espesor de la capa cementada del molde sea. 1,3 ~ 1,5 mm Cuando el plástico a presión contiene rellenos duros, el espesor de la capa carburada es de 0,8 ~ 1,2 mm. El contenido de carbono de la capa carburizada es preferiblemente del 0,7% al 1,0%. Si se utilizan carbono y nitruración, su resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación y resistencia a la adhesión son mejores.
3. La temperatura de cementación es generalmente de 900-920 ℃. Para moldes pequeños con cavidades complejas, se puede utilizar carbonitruración a temperatura media de 840-860 ℃. El tiempo de conservación del calor de cementación es de 5 a 10 horas, que se puede seleccionar según el espesor de la capa de cementación. El proceso de cementación es preferiblemente un proceso de cementación gradual, es decir, la etapa de alta temperatura (900~920 ℃) es principalmente para penetrar rápidamente el carbono en la capa superficial de la pieza; la etapa de temperatura media (820 ~ 840 ℃); Es principalmente para aumentar el espesor de la capa carburizada, haciendo que la carburación. La capa de carbono establece una distribución de gradiente de concentración de carbono uniforme y razonable para facilitar el enfriamiento directo.
4. Dependiendo del tipo de acero, el proceso de temple después de la cementación puede ser: temple por recalentamiento; temple directo con cementación graduada (como acero con aleación de cementación con nitrógeno al carbono a temperatura media*** *, temple directo); después de la cementación (como pequeños moldes de precisión para extrusión en frío de hierro industrial o acero con bajo contenido de carbono) y enfriamiento por aire (como moldes grandes y medianos hechos de acero carburado de alta aleación);
(2) Tratamiento térmico de moldes de plástico de acero templado
1. Los moldes con formas complejas deben tratarse térmicamente después del mecanizado en desbaste y luego terminarse para garantizar una deformación mínima después del tratamiento térmico. Para los moldes de precisión, la deformación debe ser inferior al 0,05%.
2. Los requisitos de la superficie de la cavidad del modelo de plástico son muy estrictos, por lo que durante el proceso de enfriamiento y calentamiento, es necesario garantizar que la superficie de la cavidad no se oxide, descarbure, corroa ni se sobrecaliente. Debe calentarse en un horno con atmósfera protectora o desoxidarse estrictamente en un horno de baño de sal. Si se utiliza un horno de resistencia tipo caja común para calentar, se debe aplicar un agente protector a la superficie de la cavidad del molde y se debe ajustar la velocidad de calentamiento. controlarse al mismo tiempo. El enfriamiento debe ser relativamente suave. Utilice el medio de enfriamiento y controle la velocidad de enfriamiento para evitar deformaciones, grietas y raspaduras durante el proceso de enfriamiento.
Generalmente, se debe utilizar enfriamiento en baño caliente o se puede utilizar enfriamiento previo.
3. El templado debe realizarse a tiempo después del enfriamiento. La temperatura de templado debe ser superior a la temperatura de trabajo del molde. El tiempo de templado debe ser suficiente, dependiendo del material del molde y el tamaño de la sección. debe ser al menos de 40 a 60 minutos.
(3) Tratamiento térmico de moldes de plástico de acero preendurecido
1 El acero preendurecido se suministra en estado preendurecido y generalmente no requiere tratamiento térmico, pero a veces. Requiere forja. El molde en bruto después de la forja debe ser tratado térmicamente.
2. El tratamiento de precalentamiento del acero preendurecido suele utilizar recocido esferoidal para eliminar la tensión de forjado, obtener una estructura de perlita esférica uniforme, reducir la dureza, mejorar la plasticidad y mejorar el rendimiento de corte o enfriamiento de la base del molde. Rendimiento de extrusión.
3. El proceso de preendurecimiento del acero preendurecido es simple. La mayoría de ellos adoptan un tratamiento de templado. Después del templado, se obtiene la estructura de sorbita templada. El rango de temperatura de templado a alta temperatura es muy amplio y puede cumplir con diversos requisitos de dureza de trabajo del molde. Debido a la buena templabilidad de este tipo de acero, se puede utilizar enfriamiento por aceite, enfriamiento por aire o enfriamiento con nitrato para el enfriamiento. La Tabla 3-27 muestra el proceso de preenfriamiento de algunos aceros preenfriados como referencia.
Tabla 3-27 Proceso de preendurecimiento de acero preendurecido parcial
Grado del acero Temperatura de calentamiento/℃ Temperatura de enfriamiento y revenido/℃ Dureza de preendurecimiento HRC
3Cr2Mo 830～840 Enfriamiento de aceite o clasificación de nitrificación de 160～180℃ 580～650 28～36
5NiSCa 880～930 Enfriamiento de aceite 550～680 30～45
5NiSCa 880～ 930 Enfriamiento de aceite 550 ～ 680 30 ～ 45
La Tabla 3-27 muestra el proceso de preendurecimiento de algunos aceros preendurecidos como referencia. 680 30～45
8Cr2MnWMoVS 860～900 Enfriamiento de aceite o enfriamiento de aire 550～620 42～48
P4410 830～860 Enfriamiento de aceite o grado de nitrato o clasificación de nitrato 550～650 35～ 41
SM1 830～850 Enfriamiento de aceite 620～660 36～42
(4) Tratamiento térmico de moldes de plástico de acero endurecido por envejecimiento
1. El proceso de tratamiento térmico del acero endurecido por envejecimiento se divide en dos pasos básicos. El primer paso es el tratamiento con solución sólida, que consiste en calentar el acero a una temperatura alta para disolver varios elementos de aleación en austenita. Una vez completado el enfriamiento de la austenita, se obtiene una estructura de martensita. El segundo paso del tratamiento de envejecimiento utiliza el fortalecimiento del envejecimiento para lograr los requisitos de rendimiento mecánico final.
2. El calentamiento del tratamiento de solución sólida generalmente se lleva a cabo en hornos de baño de sal y hornos de caja. El tiempo de calentamiento es preferiblemente: 1 min/mm, 2 ~ 2,5 min/mm. La templabilidad es buena. El acero también se puede enfriar con aire. Si la temperatura final de forjado de la pieza en bruto del troquel de forjado se puede controlar con precisión, el forjado se puede realizar directamente después del enfriamiento con solución.
3. El tratamiento de envejecimiento se realiza mejor en un horno de vacío. Si se realiza en un horno de caja, para evitar que se oxide la superficie de la cavidad del molde, se debe aplicar una atmósfera protectora. Se introduce en el horno, o se debe utilizar polvo de alúmina o polvo de grafito, virutas de hierro fundido, etc., envejecidas en condiciones protectoras en la caja. El tiempo de protección y calentamiento en la caja debe extenderse adecuadamente, de lo contrario será difícil lograr el efecto de envejecimiento. Las especificaciones de tratamiento térmico para acero para moldes de plástico parcialmente endurecido se pueden encontrar en la Tabla 3-28.
Tabla 3-28 Especificaciones del tratamiento térmico para acero parcialmente endurecido por envejecimiento
Calidad del acero Proceso de tratamiento en solución Proceso de tratamiento de envejecimiento Dureza de envejecimiento HRC
06Ni6CrMoVTiAl 800～850℃ Enfriamiento por aceite 510～530℃ × (6～8)h 43～48
PMS 800～850℃ Enfriamiento por aire Enfriamiento 510～530℃ × (3～5)h 41～43
25CrNi3MoAl 880℃ Enfriamiento por agua o enfriamiento por aire 520～540℃×(6～8)h 39～42
SM2 900℃×2h Enfriamiento por aceite +700℃×2h 510℃×10h 39～40 <
PCR 1050℃ solución sólida refrigeración por aire 460～480℃×4h 42～44
3. Tratamiento superficial de moldes de plástico
1. Tratamiento superficial de moldes de plástico
Para mejorar la resistencia al desgaste de la superficie y la resistencia a la corrosión de los moldes de plástico, a menudo se realiza un tratamiento superficial adecuado.
1. El cromado para moldes de plástico es uno de los métodos de tratamiento de superficies más utilizados. La capa de cromado tiene una fuerte capacidad de pasivación en la atmósfera, puede mantener el brillo metálico durante mucho tiempo y no lo hace. se desvanecen en varios medios ácidos. Se produce una reacción química. El recubrimiento tiene una dureza de 1000 HV y por tanto ofrece una excelente resistencia al desgaste. La capa de cromado también tiene una alta resistencia al calor y su apariencia y dureza no cambian significativamente cuando se calienta a 500°C en aire.
2. La nitruración tiene las ventajas de una baja temperatura de procesamiento (generalmente 550 ~ 570 ℃), una pequeña deformación del molde y una alta dureza de la capa nitrurada (hasta 1000 ~ 1200 HV), por lo que también es muy adecuada. Para la superficie de los moldes de plástico. El acero que contiene elementos de aleación como cromo, molibdeno, aluminio, vanadio y titanio tiene mejores propiedades de nitruración que el acero al carbono y puede usarse como tratamiento de nitruración para moldes de plástico para mejorar en gran medida la resistencia al desgaste.
Los métodos de tratamiento de superficies adecuados para moldes de plástico incluyen: nitrocarburación, niquelado no electrolítico, revestimiento iónico de nitruro de titanio, carburo de titanio o carburo de nitruro de titanio, PVD, método CVD de deposición de película dura o Superdural.