畢業(yè)論文--塑料模具的熱處理工藝

1、<p>　　塑料模具熱處理工藝的設計</p><p>　　專 業(yè)：機電一體化技術</p><p>　　姓 名： </p><p><b>　　指導教師姓名： </b></p><p>　　申請學位級別： 學 士</p><p><b>　　論文提交日

2、期：</b></p><p><b>　　學位授予單位： </b></p><p>　　塑料模具的熱處理工藝</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　模具材料應用日趨廣泛，特別在軍工、汽車、電子、機械、建材和塑料等行業(yè)。本文主要以講敘部分常用的塑料模具材料

3、的性能為主，塑料在日常生活中必不可少的產品，如何將產品做好就必須對從模具材料有充分的認識。而對材料的特性顯的特別重要，能幫助從事相關行業(yè)提供最佳的方案以提倡節(jié)約合理利用資源。</p><p>　　關鍵詞：模具鋼 熱處理工藝 工藝路線 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論<

4、/b></p><p>　　第2章 塑料模具零件的熱處理工藝</p><p>　　2.1 塑料模具的制造工藝路線 </p><p>　　2.2 塑料模具的熱處理特點</p><p>　　2.2.1 滲碳鋼塑料模的熱處理特點 </p><p>　　2.2.2 淬硬鋼塑料模的熱處理</p><p&

5、gt;　　2.2.3 預硬鋼塑料模的熱處理</p><p>　　2.2.4 時效硬化鋼塑料模的熱處理</p><p><b>　　結論</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p&

6、gt;　　模具是一種重要的加工工藝裝備，是國民經濟個工業(yè)部門發(fā)展的重要基礎之一。模具性能的好壞、壽命高低，直接影響產品的質量和經濟效益。而模具材料與熱處理、表面處理時影響模具壽命諸因素的主要因素。所以，目前世界各國都在不斷地開發(fā)模具新材料，改進強韌化處理新工藝和表面強化新技術。</p><p>　　第2章 塑料模具零件的熱處理工藝</p><p>　　選用不同品種鋼材作塑料模具，其化學成分

7、和力學性能各不相同，因此制造工藝路線不同；同樣，不同類型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的。本節(jié)主要介紹塑料模具的制造工藝路線和熱處理工藝的特點。 </p><p>　　2.1 塑料模具的制造工藝路線 </p><p>　　1.低碳鋼及低碳合金鋼制模具 </p><p>　　例如，20，20Cr，20CrMnTi等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→

8、冷擠壓成形→再結晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。 </p><p>　　2.高合金滲碳鋼制模具 </p><p>　　例如12CrNi3A，12CrNi4A鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→正火并高溫回火→機械粗加工→高溫回火→精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。 </p><p><b>　　3.調質鋼制模具 </b>

9、;</p><p>　　例如，45，40Cr等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→調質→機械精加工→修整、拋光→裝配。 </p><p>　　4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具 </p><p>　　例如T7A～T10A，CrWMn，9SiCr等鋼的工藝路線為：下料→鍛成模坯→球化退火→機械粗加工→去應力退火→機械半精加工→機械精加工→淬火、回火→研磨拋

10、光→裝配。 </p><p><b>　　5.預硬鋼制模具 </b></p><p>　　例如5NiSiCa，3Cr2Mo（3CR2MO）等鋼。對于直接使用棒料加工的，因供貨狀態(tài)已進行了預硬化處理，可直接加工成形后拋光、裝配。對于要改鍛成坯料后再加工成形的，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

11、→拋光→裝配。 </p><p>　　2.2.1 滲碳鋼塑料模的熱處理特點 </p><p>　　1.對于有高硬度、高耐磨性和高韌性要求的塑料模具，要選用滲碳鋼來制造，并把滲碳、淬火和低溫回火作為最終熱處理。 </p><p>　　2.對滲碳層的要求，一般滲碳層的厚度為0.8～1.5mm，當壓制含硬質填料的塑料時模具滲碳層厚度要求為1.3～1.5mm，壓制軟性塑料時

12、滲碳層厚度為0.8～1.2mm。滲碳層的含碳量為0.7%～1.0%為佳。若采用碳、氮共滲，則耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化、防粘性就更好。 </p><p>　　3.滲碳溫度一般在900～920℃，復雜型腔的小型模具可取840～860℃中溫碳氮共滲。滲碳保溫時間為5～10h，具體應根據(jù)對滲層厚度的要求來選擇。滲碳工藝以采用分級滲碳工藝為宜，即高溫階段（900～920℃）以快速將碳滲入零件表層為主；中溫階段（820～84

13、0℃）以增加滲碳層厚度為主，這樣在滲碳層內建立均勻合理的碳濃度梯度分布，便于直接淬火。 </p><p>　　4.滲碳后的淬火工藝按鋼種不同，滲碳后可分別采用：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）。 </p><p>　　2.2.2 淬硬鋼塑料模的熱處理&

14、lt;/p><p>　　1.形狀比較復雜的模具，在粗加工以后即進行熱處理，然后進行精加工，才能保證熱處理時變形最小，對于精密模具，變形應小于0.05%。 </p><p>　　2.塑料模型腔表面要求十分嚴格，因此在淬火加熱過程中要確保型腔表面不氧化、不脫碳、不侵蝕、不過熱等。應在保護氣氛爐中或在嚴格脫氧后的鹽浴爐中加熱，若采用普通箱式電阻爐加熱，應在模腔面上涂保護劑，同時要控制加熱速度，冷卻時

15、應選擇比較緩和的冷卻介質，控制冷卻速度，以避免在淬火過程中產生變形、開裂而報廢。一般以熱浴淬火為佳，也可采用預冷淬火的方式。 </p><p>　　3.淬火后應及時回火，回火溫度要高于模具的工作溫度，回火時間應充分長短視模具材料和斷面尺寸而定但至少要在40～60min以上。 </p><p>　　2.2.3 預硬鋼塑料模的熱處理</p><p>　　1.預硬鋼是以預

16、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。 </p><p>　　2.預硬鋼的預先熱處理通常采用球化退火，目的是消除鍛造應力，獲得均勻的球狀珠光體組織，降低硬度，提高塑性，改善模坯的切削加工性能或冷擠壓成形性能。 </p><p>　　3.預硬鋼的預硬處理工藝簡單，多數(shù)采用調質處理，調質后獲得回火索氏體組織。高溫回火的溫度范圍很寬能夠滿足模具的各種工作硬度要

17、求。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。表2.1為部分預硬鋼的預硬處理工藝，供參考。 </p><p>　　表2.1 部分預硬鋼的預硬處理工藝 </p><p>　　2.2.4 時效硬化鋼塑料模的熱處理</p><p>　　1.時效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。首先進行固溶處理，即把鋼加熱到高溫，使各種合金元素溶入奧氏體中，完成奧氏體后淬

18、火獲得馬氏體組織。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。 </p><p>　　2.固溶處理加熱一般在鹽浴爐、箱式爐中進行，加熱時間分別可?。?min/mm2～2.5min/mm，淬火采用油冷，淬透性好的鋼種也可空冷。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。 </p><p>　　3.時效處理最好在真空爐中進行，若在箱式爐中進行，為防模腔表面氧化，爐內

19、須通入保護氣氛，或者用氧化鋁粉、石墨粉、鑄鐵屑，在裝箱保護條件下進行時效。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。部分時效硬化型塑料模具鋼的熱處理規(guī)范可參照表2.2。 </p><p>　　表2.2 部分時效硬化鋼的熱處理規(guī)范 </p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　近幾年來，由于國內采用進口模具材料需

20、求越來越大。已經成為國內模具材料行業(yè)的發(fā)展的一個助推力，從而將模具材料作為一個攻關的重點以推動對模具材料的研發(fā)。對于日趨激烈的制造市場，很多生廠家為了提高自身的品質以占有市場的份額為主導。對于生產成本也不斷提高導致模具用量與日俱增，對其也越來越苛刻。為了降低模具生產成本，增加效益，保證高質量，在采取先進設備和制造工藝的同時，必須在提高模具壽命方面不斷地作出努力。這就要求必須合理選用模具材料，合理實施熱處理和表面強化工藝，大力推廣新材料、

21、新工藝、新技術的應用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]吳兆祥.模具材料及表面處理[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009</p><p>　　[2]王家瑛.模具材料與使用壽命[M].北京:械工業(yè)出版社,2000</p><p>　　[3]曾珊琪等.模具的壽命與失效[M].北京:化學