一些模具钢为什么要进行时效处理

Ⅰ 马氏体时效钢的热处理工艺及性能

钢号 固溶温度/℃ 时效温度/℃ 硬度HRC 抗拉强度/MPa 18Ni(250) 815 482 50~52 1850 18Ni(300) 816 482 53 2060 18Ni(350) 816 510 57~60 2490

Ⅱ 模具钢为什么要热处理

热处理的作用就是提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性。

按照热处回理不同的目的答，热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。

1.预备热处理

预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。

2.最终热处理

最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。

Ⅲ 请问什么是固溶处理,时效处理

固溶处理是指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相，同时消除由于冷热加工产生的应力，使合金发生再结晶。

其次，固溶处理是为了获得适宜的晶粒度，以保证合金高温抗蠕变性能。

固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。

时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度或室温放置，其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。

为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效处理。

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固溶处理与时效处理的关系

固溶处理适用范围：多种特殊钢，高温合金，特殊性能合金，有色金属。尤其适用于热处理后须要再加工的零件、消除成形工序间的冷作硬化以及焊接后工件。

经过时效处理后金属或合金工件硬度和强度有所增加，塑性韧性和内应力则有所降低。 含碳较高的钢，淬火后立即获得很高的硬度，但其塑性变得很低，能够达到比较理想的强化效果。

而在时效处理前进行固溶处理时，加热温度必须严格控制，以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中，同时又不致使合金发生熔化，使得时效处理能够达到高质量要求。

Ⅳ 精密复杂模具的变形原因往往是复杂的吗

精密复杂模具的变形原因往往是复杂的，但是我们只要掌握其变形规律，分析其产生的原因，采用不同的方法进行预防模具的变形是能够减少的，也是能够控制的。一般来说，对精密复杂模具的热处理变形可采取以下方法预防。

(1)合理选材。对精密复杂模具应选择材质好的微变形模具钢(如空淬钢)，对碳化物偏析严重的模具钢应进行合理锻造并进行调质热处理，对较大和无法锻造模具钢可进行固溶双细化热处理。

(2)模具结构设计要合理，厚薄不要太悬殊，形状要对称，对于变形较大模具要掌握变形规律，预留加工余量，对于大型、精密复杂模具可采用组合结构。

(3)精密复杂模具要进行预先热处理，消除机械加工过程中产生的残余应力。

(4)合理选择加热温度，控制加热速度，对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。

(5)在保证模具硬度的前提下，尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。

(6)对精密复杂模具，在条件许可的情况下，尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。

(7)对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。

(8)在修补模具砂眼、气孔、磨损等缺陷时，选用冷焊机等热影响小的修复设备以避免修补过程中变形的产生。

Ⅳ 精密模具热处理时应提前做好哪些工作

热处理变形是模具处理过程的主要缺陷，精密复杂模具常因热处理变形而报废，控制精密复杂模具的变形一直成为热处理生产中的关键问题。
模具在在淬火过程中，由于模具截面各部分加热和冷却速度的不一致而引起的温度差，使得模具截面各部分体积胀缩不均匀，组织转变的不均匀，从而引起“组织应力”和模具内外温差所引起的热应力。当其内应力超过模具的屈服极限时,就会引起模具的变形或者碎裂！

一、模具材料的影响
1．模具材质的影响
某厂一批Cr12MoV钢较复杂模具，模具都带有￠60mm圆孔，模具热处理后，部分模具圆孔出现椭圆，造成模具报废。
一般来说Cr12MoV钢是微变形钢，不应该出现较大变形。对变形严重的模具进行金相分析发现，模具钢中含有大量共晶碳化物，且呈带状和块状分布。
（1）模具椭圆（变形）产生的原因这是因为模具钢中呈一定方向分布的不均匀碳化物的存在，碳化物的膨胀系数比钢的基体组织小30％左右，加热时它阻止模具内孔膨胀，冷却时又阻止模具内孔收缩，使模具内孔发生不均匀的变形，使模具的圆孔出现椭圆。
（2）预防措施①在制造精密复杂模具时，要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢，不要图便宜，选用小钢厂生产的材质较差钢材。②对存在碳化物严重偏析的模具钢要进行合理锻造，来打碎碳化物晶块，降低碳化物不均匀分布的等级，消除性能的各向异性。③对锻后的模具钢要进行调质热处理，使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。④对于尺寸较大或无法锻造的模具，可采用固溶双细化处理，使碳化物细化、分布均匀，棱角圆整化，可达到减少模具热处理变形的目的。
2．模具的选材
制造精密复杂、要求变形较小的模具，要尽量选用微变形钢，如空淬钢等。

二、模具结构设计的影响

即使模具选材和钢的材质都很好，但是如果模具结构设计不合理，如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬殊等，也容易造成模具热处理后变形较大。
1、变形的原因
由于模具各处厚薄不均或存在尖锐圆角，因此在淬火时引起模具各部位之间的热应力和组织应力的不同，导致各部位体积膨胀的不同，使模具淬火后产生变形。
2、预防措施
设计模具时，在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少模具厚薄悬殊，结构不对称，在模具的厚薄交界处，尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律，预留加工余量，在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。对形状特别复杂的模具，为使淬火时冷却均匀，可采用给合结构。

三、热处理加热工艺的影响

1、加热速度的影响
模具热处理后的变形一般都认为是冷却造成的，这是不正确的。模具特别是复杂模具，加工工艺的正确与否对模具的变形往往产生较大的影响，对一些模具加热工艺的对比可明显看出，加热速度较快，往往产生较大的变形。
任何金属加热时都要膨胀，由于钢在加热时，同一个模具内，各部分的温度不均（即加热的不均匀）就必然会造成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度，不均匀的加热主要产生热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时性，既产生组织应力。因此加热速度越快，模具表面与心部的温度差别越大，应力也越大，模具热处理后产生的变形也越大。
对复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热，一般来说，模具真空热处理变形要比盐浴炉加热淬火小得多。采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热（550-620℃）；对于高合金刚模具应采用二次预热（550-620℃和800-850℃）。
2、加热温度的影响
一些厂家为了保证模具达到较高硬度，认为需提高淬火加热温度。但是生产实践表明，这种做法是不恰当的，对于复杂模具，同样是采用正常的加热温度下进行加热淬火，在允许的上限温度加热后的热处理变形要比在允许的下限温度加热的热处理变形大得多。
四、残留奥氏体的影响
一些高合金模具钢，如Cr12MoV模具钢在淬火和低温回火后，模具的长、宽、高皆发生缩小现象，这是因为模具淬火后残留奥氏体量过多而引起的。
1、变形原因
因合金钢（如Cr12MoV钢)淬火后含有大量残留奥氏体，钢中各种组织有不同的比体积，奥氏体的比体积最小，这是高合金钢模具淬火低温回火后体积发生缩小的主要原因。钢的各种组织的比体积按下列顺序递减：马氏体-回火索氏体-珠光体-奥氏体
2、预防措施
（1）适当降低淬火温度。正如前面叙述过的淬火加热温度越高，残留奥氏体量越大，因此选择适当的淬火加热温度是减少模具缩小的重要措施。一般在保证模具技术要求的情况下，要考虑模具的综合性能，适当降低模具的淬火加热温度。
（2）一些数据表明，Cr12MoV模具钢淬火后，500℃回火较200℃回火的残留奥氏体量少了一半，所以在保证模具技术要求的前提下，应适当提高回火温度。生产实践表明：Cr12MoV钢模具500℃回火模具变形量最小，而硬度降低不多（2~3HRC）。
（3）模具淬火后采取冷处理是减少残留奥氏体量的最佳工艺，也是减少模具变形、稳定使用时发生尺寸变化的最佳措施，因此精密复杂模具一般应采用深冷处理。
结论：
精密复杂模具的变形原因往往是复杂的，但是我们只要掌握其变形规律，分析其产生的原因，采用不同的方法进行预防模具的变形是能够减少的，也是能够控制的。一般来说，对精密复杂模具的热处理变形可采取一下方法预防。
（1）合理选材。对精密复杂模应选择材质好的微变形模具钢（如空淬钢），对碳化物偏析严重的模具钢应进行合理锻造并进行调质热处理，对较大和无法锻造模具钢可进行固溶双细化热处理。
（2）模具结构设计要合理，厚薄不要太悬殊，形状要对称，对于变形较大模具要掌握变形规律，预留加工余量，对于大型、精密复杂模具可采用组合结构。
（3）精密复杂模具要进行预先热处理，消除机械加工过程中产生的残余应力。
（4）合理选择加热温度，控制加热速度，对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。
（5）在保证模具硬度的前提下，尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。
（6）对精密复杂模具，在条件许可的情况下，尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。
（7）对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。
最后，正确的热处理工艺操作（如堵孔、绑孔、机械固定、适宜的加热方法、正确选择模具的冷却方向和在冷却介质中的运动方向等）和合理的回火热处理工艺也是减少精密复杂模具变形的有效措施。

Ⅵ 一些模具钢为什么要进行真空热处理

真空热处理是在极稀薄的气氛中进行，炉内残存的微量气体不足以被处理的金属材料产生氧化脱碳、增碳等作用。所以它的好处是可以使金属材料表面的化学成分和原来的光亮度保持不变。
另外真空热处理还能帮助金属脱脂和排除H2
、
O2
、
N2
、
CO
等气体以及分解氧化物等好处。
热处理最好是交给有能力做热处理的材料供给商去做，能保证品质和时长，因为现在价格竞争较大，很多热处理厂报价极低，大家都知道热处理是高耗电加工，少做一秒，就少不少钱，所以价格低就有可能做的时间不够，也不一定是真空热处理。

Ⅶ 固溶处理的时效处理

固溶热处理
将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶于固溶体中，再快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
时效处理
时效处理可分为自然时效和人工时效两种。
自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，使其缓缓地发生形变，从而使残余应力消除或减少；
人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底。
根据合金本性和用途确定采用何种时效方法。高温下工作的铝合金适宜用人工时效，室温下工作的铝合金有些采用自然时效，有些必须人工时效。
从合金强化相上来分析，含有S相和CuAl2等相的合金，一般采用自然时效，而需要在高温下使用或为了提高合金的屈服强度时，就需要采用人工时效来强化。比如LY11和LY12，40度以下自然时效可以得到高的强度和耐蚀性，对于150度以上工作的LY12和125-250度工作的LY6铆钉用合金则需要人时效。含有主要强化相为MgSi，MgZn2的T相的合金，只有采用人工时效强化，才能达到它的最高强度。
对于一般铝合金，自然时效时，屈服强度稍低而耐蚀性较好，采用人工时效时，合金屈服强度较高而伸长率和耐蚀性都降低。对于铝－锌－镁－铜系铝合金LC4则相反，当采用人工时效时，合金耐蚀性比自然时效好。
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。

Ⅷ 通常模具中哪些零件需作热处理，作哪类热处理其作用是什么

压铸模零件的热处理：
1、淬火设备为高压高流率真空气淬炉。
(1)淬火前：采用热平衡法，提高模具加热和冷却的整体一致性。对凡是影响到这一点的薄壁孔、沟槽、型腔等，都要进行填充、封堵，尽量做到模具能均衡加热和冷却；同时，注意装炉方式，防止压铸模在高温时因自重而引起的变形。
(2)模具的加热：在加热过程中要缓慢加热(用200℃／h升温)，并采用两级预热方式，防止快速升温造成模具内、外温差过大，引起过大的热应力，同时减小相变应力。
(3)淬火温度与保温时间：要采用下限淬火加热温度，均热时间不宜过短或过长，一般由壁厚和硬度来确定均热时间。
(4)淬火冷却：采用预冷方式，并通过调节气压与风速，有效的控制冷却速度，使之最大限度地实现理想冷却。即：预冷到850℃后，增大冷却速度，快速通过“C”曲线鼻部，模温在500℃以下则逐渐降低冷却速度，到Ms点以下则采用近似等温转变的冷却方式，以最大限度地减少淬火变形。模具冷却到约150℃时，关闭冷却风机，让模具自然冷却。
2、退火包括锻造后的球化退火和模具制作过程中的去应力退火两部分。其主要目的：在原材料阶段进行结晶组织的改良；方便加工而降低硬度；防止加工后变形和淬火裂纹而去除内应力。
(1)球化退火。模具钢经锻造后，钢的内部组织变成不稳定的结晶，硬度高切削困难，且此种状态的钢，内应力大，加工后容易变形和淬裂，机械性能差，为使碳化物结晶变成球化稳定组织须进行球化退火。
(2)去应力退火。对有残留应力的模具钢进行机械加工，加工后会产生变形，如果机械加工后仍留有应力，则在淬火时会发生很大的变形或淬火裂纹。为防止这些问题发生，必须进行去应力退火。

模具制作过程中一般进行三次去应力退火：
(1)在切削掉原材料体积的1／3以上形状或对原材料厚度1／2深度加工时，加工余量留有5～10mm，进行第一次去应力退火。
(2)在精加工留有余量(2～5mm)时，进行第二次去应力退火。
(3)在试模后，淬火前进行第三次去应力退火。
3、回火淬火的模具冷却到约100℃时，就要立即进行回火，以防止继续产生变形，甚至开裂。回火温度由工作硬度来确定，一般要进行三次回火。
4、氮化处理一般压铸模经淬火、回火(45～47HRC)后就能使用，但为了提高模具的耐磨性、抗蚀性和抗氧化性，防止粘模，延长模具的寿命，必须进行氮化处理。氮化层深度一般为0.15～0.2mm。氮化后需要打光，磨去白亮层(厚约0.01mm左右)。
5、几点说明
(1)模具的热处理变形是由于相变应力、热应力的共同作用引起的，受多种因素影响。因此，在正确选材的前提下，还要注意毛坯的锻造，要采用六面锻造的方法，反复镦拔。同时，在模具的设计阶段就必须注意，使壁厚尽量均匀(壁厚不均匀时要开工艺孔)；对形状复杂的模具，要采用镶拼结构，而不采用整体结构；对有薄壁、尖角的模具，要采用圆角过渡和增大圆角半径。在热处理时要作好数据记录，长、宽、厚各方向上的变形量，热处理条件(装炉方式、加热温度、冷却速度、硬度等)，为日后模具的热处理积累经验。
(2)压铸模的加工一般有两种工艺流程，都是根据实际情况确定的。第一种：一般压铸模。锻打→球化退火→粗加工→第一次去应力退火(留有余量5～10mm)→粗加工→第二次去应力退火(留有余量2～5mm)→精加工→第三次去应力退火(试模后、淬火前)→淬火→回火→钳修→氮化。第二种：特别复杂的及淬火很易变形的模具。锻打→球化退火→粗加工→第一次去应力退火(留有余量5～10mm)→淬火→回火→机、电加工→第二次去应力退火(留有余量2～5mm)→机、电加工→第三次去应力退火(试模后)→钳修→氮化。

Ⅸ 一些模具钢为什么要进行真空热处理

• 真空热处理是在极稀薄的气氛中进行，炉内残存的微量气体不足以被处理的内金属材料产生氧化脱碳容、增碳等作用。所以它的好处是可以使金属材料表面的化学成分和原来的光亮度保持不变。

• 另外真空热处理还能帮助金属脱脂和排除H2 、 O2 、 N2 、 CO 等气体以及分解氧化物等好处。
  

• 热处理最好是交给有能力做热处理的材料供给商去做，能保证品质和时长，因为现在价格竞争较大，很多热处理厂报价极低，大家都知道热处理是高耗电加工，少做一秒，就少不少钱，所以价格低就有可能做的时间不够，也不一定是真空热处理。
  

Ⅹ 塑胶模具钢有什么概念简介

塑胶模具钢以P来表示为主，共分为五类。渗碳型塑料模具钢：P1，P2，P3，P4，P5，P6。这类钢含碳量很低，主要是美国早期及用挤压成型制模法，要求冷塑性好，有高的挤压性能，成型后表面渗碳淬火提高表面硬度，使用寿命长。芯调质型塑料模具：P20，P21。目前塑料模具中P20的用量很大，已成为主体，大多数在预硬状态时使用。中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有H13，而L2和S7，O1和A2也有应用。不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模，主要钢号有420，414L，440，416。时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。冷作模具钢包括制造冲截用的模具（落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀）、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等。
冷作模具钢在工作时，由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。
冷作模具钢与刃具钢相比有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺复杂，而且摩擦面积大，磨损可能性大，所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大。又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些，而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。