【正文】 塑料模具的表面處理 其它： 面對如此眾多的表面強化處理方式 ， 在具體選擇的時候 ， 應根據(jù)具體情況進行選擇 。 （一般為 550～ 570℃ ），模具變形甚微和滲層硬度高（可達 1000～ 1200HV）等優(yōu)點，因而也非常適合塑料模的表面處理。鍍層硬度達 1000HV，因而具有優(yōu)良的耐磨性。 表 328 部分時效硬化鋼的熱處理規(guī)范 鋼 號 固溶處理工藝 時效處理工藝 時效硬度 HRC 06Ni6CrMoVTiAl 800～ 850℃ 油冷 510～ 530℃ （ 6～ 8） h 43～ 48 PMS 800～ 850℃ 空冷 510～ 530℃ （ 3～ 5） h 41～ 43 25CrNi3MoAl 880℃ 水淬或空冷 520～ 540℃ （ 6～ 8） h 39～ 42 SM2 900℃ 2h油冷+700℃ 2h 510℃ 10h 39～ 40 PCR 1050℃ 固溶空冷 460～ 480℃ 4h 42～ 44 塑料模具的表面處理 為了提高塑料模具表面 耐磨性和耐蝕性 ， 常對其進行適當?shù)谋砻嫣幚?。裝箱保護加熱要適當延長保溫時間，否則難以達到時效效果。如果鍛造模坯時能準確控制終鍛溫度，鍛造后可直接進行固溶淬火。第二步進行時效處理，利用時效強化達到最后要求的力學性能。 表 327 部分預硬鋼的預硬處理工藝 鋼 號 加熱溫度/℃ 冷卻方式 回火溫度 /℃ 預硬硬度 HRC 3Cr2Mo 830～ 840 油冷或 160～180℃ 硝鹽分級 580～650 28～ 36 5NiSCa 880～ 930 油冷 550～680 30～ 45 8Cr2MnWMoVS 860～ 900 油或空冷 550～620 42～ 48 P4410 830～ 860 油冷或硝鹽分級 550～650 35～ 41 SM1 830～ 850 油冷 620～660 36～ 42 （ 1） 時效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。由于這類鋼淬透性良好，淬火時可采用油冷、空冷或硝鹽分級淬火。 （ 3） 預硬鋼的預硬處理工藝簡單，多數(shù)采用調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)后獲得回火索氏體組織。 （ 1）適合采用預硬鋼的塑料模具： ? 尺寸精度要求高的塑料模具 ? 預硬鋼是以預硬態(tài)供貨的，一般不需熱處理，但有時需進行改鍛，改鍛后的模坯必須進行熱處理。 ? 控制加熱速度， 盡量 選擇比較緩和的冷卻介質(zhì)，以避免在淬火過程中產(chǎn)生變形、開裂而報廢。 （ 2）淬火工藝要求： ? 型腔表面不氧化、不脫碳、不侵蝕。 （ 4） 滲碳后的淬火工藝 ? 重新加熱淬火； ? 分級滲碳后直接淬火（如合金滲碳鋼）； ? 中溫碳氮共滲后直接淬火（如用工業(yè)純鐵或低碳鋼冷擠壓成形的小型精密模具）； ? 滲碳后空冷淬火（如高合金滲碳鋼制造的大、中型模具）。 ? 采用分級滲碳工藝 ： 900～ 920℃ 快滲 ， 820～ 840℃擴散。 （ 3）滲碳工藝 ? 滲碳溫度一般在 900～ 920℃ ， 保溫時間為 5～ 10h，具體應根據(jù)對滲層厚度的要求來選擇。 滲碳層的含碳量為 %～ %為佳。 對于要改鍛成坯料后再加工成型的 ， 其工藝路線為 : 下料 → 改鍛 → 球化退火 → 刨或銑六面 → 預硬處理 （ 34～42HRC） → 機械粗加工 → 去應力退火 → 機械精加工 → 研磨拋光 → 裝配 。 例如 5NiSiCa， 3Cr2Mo（ P20） 鋼 。 例如 45， 40Cr鋼的工藝路線為 : 下料 → 鍛造模坯 → 退火 → 機械粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 機械精加工 → 研磨拋光 → 裝配 。 塑料模具的制造工藝路線 例如 20， 20Cr， 20CrMnTi鋼的工藝路線為 : 下料 → 鍛造模坯 → 退火 → 機械粗加工 → 冷擠壓成型 → 再結(jié)晶退火 → 機械精加工 → 滲碳 → 淬火 、 回火 → 研磨拋光 → 裝配 。鎳鈦鋅合金由于鎳和鈦的加入可使強度、硬度提高，從而使模具壽命成倍增長。 用于塑料模具的鋅合金還有鈹鋅合金和鎳鈦鋅合金。形變鋁合金也是用于塑料模制造的鋁合金之一，由于它的強度比 ZL101高，可制作要求強度較高且有良好導熱性的塑料模。 ? 鋁合金的密度小，熔點低，加工性能和導熱性都優(yōu)于鋼，其中鑄造鋁硅合金還具有優(yōu)良的鑄造性能，因此在有些場合可選用鑄造鋁合金來制造塑料模具，以縮短制模周期，降低制模成本。 ? 鈹青銅適用于制造吹塑模、注射模等，以及一些高導熱性、高強度和高耐腐蝕性的塑料模。 ? 鈹青銅可通過固溶 — 時效強化，固溶后合金處于軟化狀態(tài)，塑性較好，便于機械加工。 其他塑料模具材料 ? 用于塑料模材料的銅合金主要是 鈹青銅 ，如 ? ZCuBe 。 ? 聚三氟氯乙烯閥門蓋模具，原用 45鋼或鍍鉻處理模具，使用壽命 1000～ 4000件；用 PCR鋼，當使用 6000件時仍與新模具一樣，未發(fā)現(xiàn)任何銹蝕或磨損，模具壽命達 10000～12023件。 ? PCR鋼適于 制作含有氟、氯的塑料成形模具 ，具有良好的耐蝕性。 ： PCR鋼淬透性好，在 φ100mm斷面上硬度均勻分布。 ：固溶溫度 1050℃ ，空冷，硬度為 32～ 35HRC，在此硬度下可以進行切削加工。當銅質(zhì)量分數(shù) wCu＞ %時，鍛造易出現(xiàn)開裂；當銅質(zhì)量分數(shù) wCu≤% 時，其壓力加工性能有很大改善。 ：加熱溫度 1180～ 1200℃ ，始鍛溫度 1150～ 1100℃ ，終鍛溫度≥1000℃ 空冷或砂冷。 表 324 PCR鋼的化學成分（質(zhì)量分數(shù)） （ %） C Mn Si Cr Ni Cu Nb S、 P 其它 ≤ ＜ ＜ 15～ 17 3～ 5 ～ ～ ≤ 添加特殊元素 相變點： As=580℃ ，Ａ f=723℃ 、Ｍ s=85℃ 、 Mf =300℃ (錯，疑為 30℃ )。 該鋼再經(jīng)460～ 480℃ 時效處理后 ， 可獲得較好的綜合力學性能 。經(jīng)電子、儀表、家電、玩具、日用五金等行業(yè)推廣應用，效果顯著。 (3)力學性能 ? 經(jīng)上述處理后， SM2的力學性能見表 323所示。 ② 軟化處理： 870～ 930℃ 加熱，油冷， 680～700℃ 高溫回火 2h，油冷，硬度 ≤30HRC 。 表 322 SM2鋼化學成分（質(zhì)量分數(shù)） (%) 相變點 Ac1=710℃ 、 Ac3=795℃ 、 Ms=405℃ 。 PMS鋼還適于高精度型腔的冷擠壓成形。滲氮后模具表面硬度、耐磨性、抗咬合性均提高，可用于注射玻璃纖維增強塑料的精密成形模具。又如大型雙卡收錄機注射模，生產(chǎn)出的機殼外觀質(zhì)量高，原用 45鋼制造注射模，模具壽命 15萬模；而 PMS鋼制造的注射模，壽命達 40萬模。 表 321 PMS鋼不同溫度時效后的力學性能 鋼 種 時效溫度/℃ 硬度/HRC σb /MPa σs /MPa δ5 (%) ψ (%) αk /(J/cm2) PMS鋼（含 S） 510 16 ～ 530 15 PMS鋼（低 S） 510 530 (4)實際應用 ? PMS鏡面塑料模具鋼適于制造各種光學塑料鏡片，高鏡面、高透明度的注射模以及外觀質(zhì)量要求極高的光潔、光亮的各種家用電器塑料模。 ④變形率： PMS的變形率很小，收縮量＜ %，總變形率徑向為 ％～ ％，軸向為 %～ %，接近馬氏體時效鋼。 ③時效處理：鋼的最終使用性能是通過回火時效處理而獲得的，鋼出現(xiàn)硬化峰值的溫度約為510℃ 177。 ②固溶處理：固溶處理的目的是為了使合金元素在基體內(nèi)充分溶解，使固溶體均勻化，并達到軟化，便于切削加工。 （ 1） 化學成分及相變點 PMS鋼的化學成分見表 320，碳質(zhì)量分數(shù)限制在 %以下，保證鋼的熱加工性能及熱處理后的韌性， Ni、 Al的加入是為了保證時效硬化后鋼的硬度（ 40HRC左右） 表 320 PMS鋼的化學成分（質(zhì)量分數(shù)） （ %） C Si Mn Ni Cu Al Mo P、 S. ～ ≤ ～ ～ ～ ～ ～ ≤ 相變點 Ac1675℃ 、 Ac3821℃ 、 Ar1382℃ 、 Ar3517℃ 、Ms270℃ 。特別是還要求鋼的純潔度高，以防在鏡面出現(xiàn)針孔、桔皮、斑紋及銹蝕等缺陷。 4. 10Ni3MnCuAlMoS（ PMS）鏡面塑料模具鋼 ? 光學塑料鏡片、透明塑料制品以及外觀光潔、光亮、質(zhì)量高的各種熱塑性塑料殼體件成形模具，國外通常選用表面粗糙度低、光亮度高、變形小、精度高的鏡面塑料模具鋼制造。 （ 4） 實際應用 ? 馬氏體時效鋼 06Ni6CrMoVTiAl已分別應用在化工、儀表、輕工、電器、航空航天和國防工業(yè)部門，用以制作磁帶盒、照像機、電傳打字機等零件的塑料模具，均收到很好效果。 （ 3） 力學性能 表 319 06鋼室溫和高溫力學性能 試驗溫度/℃ σb /Mpa /MPa δ (%) Ψ (%) Αk /(J/cm2) 室溫 1478 1422 100 — — — — 1503 200 1292 1262 300 1238 1197 400 1153 1128 由表 319可見，隨著試驗溫度的增加，雖然鋼的強度有所下降，但塑性和韌性都迅速增加。 ? 推薦的固溶處理工藝： 固溶溫度 800～ 880℃ ，保溫 1～ 2ｈ，油冷。 固溶后冷速越快，硬度越低