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      河北華利機械配件有限公司

      塑料膠木模的熱處理方法

      2014/2/10 14:46:45

              引言
              塑料制品廣泛應用于日常生活中, 特別是在電器制造行業中應用廣泛。塑料膠木模是生產中必不可少的工具, 它主要以膠木粉為材料。塑料膠木模的加工制造質量的好壞, 對模具使用壽命的長短, 塑料制品的品質尤為重要。而塑料膠木模的加工要求較高, 特別是其熱處理工藝較為復雜, 操作難度較大, 不容易掌握, 故而探索膠木模的熱處理工藝有一定的積極意義。
              1 塑料膠木模的工作條件及用材分析
              熱固性塑料制品是同膠木粉加入壓模熱壓成型而成。塑料膠木模周期性地承受1 960~ 7 840MPa 的壓力, 并在160度~ 200度溫度下持續受熱, 澆注時受到膠木粉流動的摩擦作用及氣體的腐蝕作用。另外, 手工操作時模具還將受到脫模時的沖擊和碰撞。根據上述工作條件, 對塑料膠木模的性能要求是: 有足夠的強度和韌性; 表面耐磨抗蝕, 表面硬度應在HRC48~ 53 左右; 尺寸精確, 型腔尺寸一般為3~ 5 級; 型腔光滑, 成型面粗糙度要求達到0,2左右。
              根據上述要求, 在選材方面, 則要求模具用鋼在正常淬火及回火后具有足夠的強度、韌性、耐熱、耐磨及抗蝕等性質。即: 抗彎強度大于1 960MPa; 沖擊值ak 大于19162~ 914J/ cm2; 硬度大于HRC52, 在200度、98MPa 壓力下, 有足夠的抗蠕變能力, 能長期保持形狀和表面光潔; 退火后硬度小于HB227, 在硬化狀態下能正常地拋光到鏡面; 鍛造溫度范圍寬, 高溫塑變抗力小, 塑性小, 不易產生網狀碳化物或帶狀組織等缺陷。且有足夠的淬硬性能, 且按正常工藝熱處理后, 心部硬度在HRC35~ HRC40 以上。此外, 過熱、脫碳與回火脆性傾向要盡可能低。
              2 塑料膠木模的熱處理工藝
              本文舉例就有關塑料膠木模的熱處理工藝進行探討?,F有一電器壓蓋模, 其形狀較為復雜。根據前述要求, 制定如下工藝。
              2.1 材料
              T 10A 材料的特點是: 價廉, 無碳化物、石墨化等, 易加工, 韌性好, 過熱傾向低, 在碳鋼中淬火變形較小, 有較高的耐磨性, 使用時不易破損。退火后硬度HB< 197, 淬火硬度HRC \62。其缺點是硬化性能差, 復雜零件熱處理有困難, 蠕變能力不夠高, 重載用模具壽命不夠長。用此類鋼時一般應具備分級淬火條件。
              2.2 制造模具的工藝路線
              鍛造--退火--粗加工--調質處理--精加工--最終熱處理(淬火、回火)--鉗工拋光--鍍鉻--鉗工拋光裝配。從以上工藝路線可以看到, 模具的淬火、回火接近最后成型工序, 所以要求熱處理變形小, 表面干凈光潔。粗加工以后進行的調質熱處理, 也叫定型處理。
              該工藝作用有二:
              其一, 減少以后熱處理的變形, 起到了定型作用;
              其二, 細化鋼的晶粒, 得到回火細珠光體( 即回火索氏體) 的組織, 消除了粗加工所造成的內應力, 改善了鋼的機械性能。
              為了保證模具變形小, 模具精加工以后進行的最終熱處理, 即淬火和回火。以上采用的具體工藝操作中, 預熱400度~450度可在箱式爐中進行。模具即使不裝箱保護,也無明顯氧化, 不會引起脫碳。淬火可在中溫鹽浴爐中加熱, 但在加熱前, 應調好爐溫, 并事先進行鹽液的脫氧撈渣, 以防加熱時工作脫碳。為減少加熱過程中的變形, 應根據模具的形狀, 估計變形趨勢, 采取措施, 使加熱與冷卻能均勻地進行。圖4 T10A 膠木模最終熱處理工藝曲線由于碳鋼滲透性差, 硝鹽分級淬火后淬硬層不超過4mm 左右。
              盡管淬硬層較薄, 但對膠木模還是可以的, 因這種模具加工成型后尺寸不再變動, 不同于刃口模具磨鈍后還可以磨刃再使用, 使用過程中無須再磨。因此, 模具不需要整體淬硬,只要表面有一定深度的淬硬層即可。
              分級淬火所得分級溫度為150度~ 160度。采用的硝鹽成分為: 54% ( KNO3+ NaNO2) , 再加2%~ 4% 的水。模具分級淬火后空冷至室溫, 再用熱水清洗,但不得用冷水清洗, 以避免工件發生開裂。工件清洗后應立即裝爐回火, 不得拖延時間。
              為了保證韌性, 回火時間應充分, 大件要在一個半小時以上?;鼗饻囟炔捎?40度~ 360度, 高于膠木模工作時的受熱溫度。如能在調質后加上氮化處理將更為理想。

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