模具設計與加工 塑膠模具的熱處理方式 2
表面強化技術在模具上的應用
1）滲氮
滲氮是模具表面改性常用方法。部分模具滲氮的工藝和效果參見表49 。
▼表49 部分模具的滲氮工藝和效果
2）滲硫
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低溫電解滲流法：以工件為陽極，坩堝或輔助工具為陰極，在硫氰酸鹽中，透過電場的作用，熔鹽發生電解電離產生二價硫負離子，並被電場推向陽極，與二價鐵正離子結合成硫化層。
熔鹽成分（wt）75%KCNS+25%NaCNS+1%~3%K4Fe（CN）6 。
處理溫度為180~200℃，時間10~25min，工作電壓0。8~4V，工作電流2~7A。
工藝流程：脫脂→酸洗→水洗→乾燥→裝夾→預熱→電解滲硫→清洗→烘乾→浸油→檢驗。
3）滲硼
滲硼是模具製造中比較有效的化學熱處理工藝。滲硼層硬度高（1500~2200HV）、耐磨性、耐熱性顯著提高。
常用滲硼工藝規範如表50 所示。
▼表50 常用滲硼工藝規範
4）TD法
TD法是利用硼砂作為鹽浴，向金屬表面擴散V、Nb、Ti、Cr等金屬元素。由於硼砂熔點為740℃，其分解溫度高達1573℃，在滲金屬溫度（850~1000℃）範圍內極為穩定，而且熔融態的硼砂又能使金屬表面潔淨，有利於金屬元素的吸附。想要學習模具設計的各位同學可以私信我領取免費學習資料和學習影片，不懂的問題還可以線上諮詢老師為你解答疑惑。
TD法的鹽浴配方見表51 。
▼表51 TD法的鹽浴配比
5）LT工藝
武漢材料保護研究所研製的再生鹽J-1用於LT處理工藝，可實現金屬表面的氮、硫、碳、氧共滲。可提高模具表面的抗咬合性、耐磨性、抗疲勞性和耐腐蝕性等。在模具應用上取得良好效果。想要學習模具設計的各位同學可以私信我領取免費學習資料和學習影片，不懂的問題還可以線上諮詢老師為你解答疑惑。
LT工藝處理溫度為500~580℃，工藝時間1~1。5h，深層可達8~12μm。裝置僅需一箇中溫外熱式鹽浴爐。
工藝流程為：脫脂→預熱→LT處理（500~580℃，10~180min）→冷卻→沸水去鹽→沸水燙幹→熱浸油。
6）離子注入
是將高能束的離子轟入基體材料表面，形成極薄的近表面合金化層，從而改變金屬表面的物理、化學、和力學效能。部分模具離子注入後的使用壽命見表52 。想要學習模具設計的各位同學可以私信我領取免費學習資料和學習影片，不懂的問題還可以線上諮詢老師為你解答疑惑。
▼表52 部分模具離子注入後的使用壽命
7）模具表面強化應用舉例
表53 列舉了一些模具表面強化工藝及應用效果。
▼表53 模具的表面強化工藝及應用效果舉例
六、模具熱處理的缺陷分析及預防措施
1模具熱處理的畸變方式及控制
1。1 模具熱處理的畸變方式
模具壁厚的均勻性、形狀的對稱性、結構剛性等對畸變有顯著影響。圖16為熱處理畸變的基本特徵。圖17為凹模壁厚對型腔淬火畸變的影響。幾種常用冷作模具的淬火畸變見表54 。
▲圖16 熱處理畸變基本特徵
▲圖17凹模壁厚對型腔淬火畸變的影響
a）不同壁厚比T10A、CrWMn鋼試樣
b）T10A不同壁厚凹模
▼表54 幾種常用冷作模具鋼的淬火畸變
1。2模具熱處理畸變樣子因素
模具熱處理過程產生的長處和形狀經畸變主要由熱應力和組織應力引起，這類應力受多種因素的影響。如含碳量、尺寸形狀、鋼的基本特性及熱處理工藝等。表55、表56分別為模具鋼的基本特性及工藝因素對熱處理畸變的影響。
▼表55 模具鋼基本特性對熱處理畸變傾向的影響
▼表56 工藝因素對來自模具型腔畸變傾向的影響
1。3控制和減少熱處理畸變的措施
常用正確的熱處理工藝和相應的預防畸變的措施，可使模具的熱處理控制在最小限度內。已經畸變的模具也可以採用熱矯正方法予以矯正，獲取更多學習資料和影片加企鵝：1524356433。還有免費公開課學習。從零基礎到模具設計精英，包含CAD軟體、燕秀外掛、UG軟體件、胡波外掛、2D排位、拆散件、BOM表、3D分模、
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生產中可採用如下的一些防熱處理畸變的措施：
1。3。1正確選用模具材料
碳素工具鋼淬透性低，淬火畸變大；合金工具鋼淬透性高，畸變小。此外，模具鋼纖維流向對畸變有顯著一些，平行於纖維流線方向的畸變要大於垂直方向的畸變。
1。3。2合理的模具設計
模具設計時，對壁厚不均勻的模具增開工藝孔，對複雜的模具。，要採用鑲拼塊結構；對有薄壁、尖角的模具，要改用圓角過度和增大圓角半徑。具體可參見圖18。
▲圖18 模具增加工藝孔減少畸變示意圖
1。3。3去應力退火
模具加工後淬火前採用去應力退火可以減少淬火畸變。圖19示出了模具鋼冷加工後的去應力退火對較少淬火畸變的作用。
▲圖19 模具鋼冷加工後的去應力退火對減少淬火畸變的作用
a）去應力退火及淬火介質對Cr12試樣畸變的影響
b）去應力退火對殘留畸變的影響
c）去應力退火工藝曲線
1。3。4做好淬火前原始組織的預處理
模具鋼採用六面鍛造、反覆鐓拔、預先正火、快速球化退火等工藝，可消除網狀碳化物、帶鏈、，並獲得細小、均勻分佈的碳化物，在淬火時可獲得最小畸變。
1。3。5採用合理的熱處理工藝
1）採用預熱和預冷工藝以減少熱應力。
2）採用下限淬火溫度。
3）採用馬氏體分級淬火或貝氏體等溫淬火。
4）在Ms點以下進行緩冷並及時回火。
1。3。6採用機械加固以減少熱處理畸變
採用機械加固以減少畸變的方法見圖20 。
▲圖20 模具機械加固以減少熱處理畸變措施示意圖
a）加工時預留工藝拉緊 b）成對加工後淬火
c）加工藝拉桿 d）長凹槽預留工藝拉筋
1。3。7採用合理的進入淬火槽的方向與冷方式
模具進入淬火介質的方向及冷卻介質相對於模具的流動方向合理是減少模具熱處理畸變的有效措施，獲取更多學習資料和影片加企鵝：1524356433。還有免費公開課學習。從零基礎到模具設計精英，包含CAD軟體、燕秀外掛、UG軟體件、胡波外掛、2D排位、拆散件、BOM表、3D分模、
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1。3。8採用平衡輔具減少熱處理畸變
圖21為熱平衡輔具的應用。
▲圖21 減少熱處理畸變而採用的熱平衡輔具
a）安置在型腔中 b）安置在背面
c）安置在孔外面 d）安置在內孔中
1。3。9低溫調質預縮處理
低溫調質預縮處理是在高於A1點的溫度預淬火併進行高溫回火（550~650℃）。其體積可小於退火狀態，以此抵消淬火時馬氏體轉變的膨脹效應。其效果可以削弱高速鋼的異常畸變傾向，可使Cr12MoV鋼縱向、橫向畸變漲縮率差異降低50%，減小翹曲。
2模具熱處理常見缺陷及預防措施
模具熱處理中常見的缺陷、產生原因及防止措施如表57所示。
▼表57 模具熱處理中常見缺陷、產生原因及預防措施
