模具制造中熱處理工藝的應用研究

林 立

（貴州航天電子科技有限公司，貴陽 550009）

隨著時代的不斷發展，各行各業的要求也變得越來越高，工業中的模具制造是比較重要的一個話題，然而，模具制造中的熱處理是相當必要的。本文針對熱處理這一工程做了嚴密的分析研究，以期使模具制造更加精良。

1 模具制造中熱處理工藝的簡單介紹

通過分析各種資料得出，模具制造由兩道程序組成：多種類型的機械制造和熱制造。然而，在各種程序的制造過程中都離不開熱處理技術，所以，熱處理在在整個工業制造中處處可見，這也表明熱處理對模型制造的重要性。模具制造中的熱處理其實是在模具的結構形狀以及用料條件下進行熱處理，充分發揮模具的材料潛力，并延長模具的使用壽命。不當的熱處理不但無法有效使模具產生更高的價值，反而會使原有的缺陷變得更大，費時費力且模具也成為廢品。故此，熱處理不僅在制造行業中作用重大，對模具制造而已更是必不可少。

模具熱處理體現在模具制造的預備期間、最終和強化三個時間段。如圖1所示，通常選擇530℃進行預熱1h，然后830℃進行預熱1h，當達到一定程度時，加熱到1030℃淬熱1h，最后降溫進行分階段油冷處理，直到溫度徹底降下去。在預備熱處理時主要是以改善模具中鋼的性能為前提，并為最后的熱處理打下堅實基礎。最后的熱處理目的是使模具具有更好的硬度、強度和耐磨功效。表面強化是利用物理化學的方法使模具表面的機一步強化和改善。這既不都是在模具制造中起著重要的作用，一步做不好便實現不了模具的真正價值。

圖1 （添加圖題）

2 模具制造中預備熱處理在模具制造中的應用

在整個模具制造的過程中預備熱處理的價值低非常重要的，它不僅有著不要的處理制造步驟更重要的是預備熱處理是模具制造中必不可少的啟后作用，為下步的制造打下堅實的基礎。

2.1 預備熱處理的工藝研究

在模具制造的熱處理工藝中對預備熱處理的要求極為復雜，一般預備熱處理包括調質處理、正火處理和退火處理。

模具中的熱處理在調質處理的要求下主要的目的在于在制造模具的工程中為了使得產品的表面淬火前有更好的更強韌作用并與心部更好的結合，使得降低在使用過程中心部的開裂問題。

在預備處理中的正火處理中要求將工件加熱至要求的溫度并進行一段時間的保溫后，然后進行下一步的冷卻處理。正火在模具的熱處理中的作用主要體現在，第一，可以有效的幫助制造的下一步切削的順利完成，若不適用正火進行處理不但達不到工件的一般使用性能更可能對模具的制造時間進行很長的拖延。第二便是去除內應力，并且有效的消除了晶粒的粗大問題，若不進行正火的處理，工件表現的十分粗糙，經過正火的處理是原有的問題慢慢的隨著溫度進行融合得到很好的更細致的工件。第三個作用是可以去除產品中的網狀碳化物，并且正火是采用爐外的冷卻不僅提高了退火的不足還不占用設備。熱處理變的越來越講究為使得工藝的精致完美。

退火的處理一般在是為了更好的消除應力以及降低表面硬度。退火的種類有好多種，包括完全退火、去引力退火和球化退火等。根據制造的模具特性或者說是材質或是要求不同選擇退火的方式也就大不相同。完全退火是一種要求不高的工件使用的處理方式并且也是工件的預先熱處理常用的處理方式。然而精致的產品需要認真的處理，這便用到了去應力和球化的退火，去應力的退火主要目的在于消除工件中的殘余應力若不進行相應的處理會出現斷裂的可能，而球化退火能夠降低硬度改善工件切割的條件。

3 最終熱處理在模具制造中的應用

最終的熱處理在整個模具制造中不僅是保證工件零件性能的中心環節，還是在進行精加工前的良好鋪墊。所以，一般而言，最終的熱處理環節都會被安排到精細加工前進行。最終熱處理是金屬能夠達到更好標準的前提，這里主要表現在有適應的硬度、韌度以及強度。通常的最終熱處理包括淬火和回火兩部分。

3.1 淬火

淬火就是將金屬加熱到一定溫度時，突然進行冷卻處理。胡可文等通過對T8、Cr WMn、9Si Cr、Cr12Mo V和GCr15五種模具材料在常規熱處理工藝下的力學性能進行比較、分析，優化了它們的熱處理工藝，結果表明，T8鋼經785℃淬火+200℃回火后的硬度為61HRC；Cr WMn經835℃淬火+200℃回火后硬度為60.2 HRC；9Si Cr經865℃淬火+ 200℃回火后的硬度為61HRC；Cr12Mo V經1010℃淬火+200℃回火后的硬度為63 HRC；GCr15鋼經835℃淬火+200℃回火后的硬度為61.5HRC，如圖2所示。采用的冷卻介質可以使水也可以是油，淬火的目的是增強工件的硬度并提高工件的耐磨性和一些其他力學性能。淬火是模具制造中采用熱處理的一項不可或缺的步驟。對于凹凸型的模具一定要進行淬火，以提高硬度，同時提高模具的使用年限。淬火還有一點要求就是在加熱與冷卻之間留有一段保溫時間，為更好地達到工件的要求質量。這段時間也是工件進行沉淀融合的過程但是非常短的時間所以是非常嚴格必要的。經過細致了解，淬火工藝有多種不同的方式，其中，包括單液淬火、雙介質的淬火還有分級淬火和等溫淬火，淬火的使用根據工件的特性和整個制造過程的要求進行選用不同的方法。淬火是滿足各種零件或者模具的必要一步。者開裂的問題。在這里回火的溫度不能一概而論，由于模具的不同要求以及不同的質地是不相同的。在確定模具的回溫要求后根據模具的特性和力學的要求進行合理的回火。回火的溫度要求不同還有低溫、中溫和高溫的區別。回火工藝的要求是不同的但回火的目的再有工件的更加完美。

4 表面強化工藝在模具制造過程中的應用

模具制造中的熱處理在回火之后根據要求還需要進行進一步完善，即表面強化工藝。表面處理目的是改變模具的表層成分組織，以更好地保護模具內部的成分不受侵害，換句話說，表面處理就是為更好地保護模具的內部組織，表層的是一種耐磨耐熱耐腐蝕抗疲勞和粘結的特殊物質。不僅可以得到更好的使用性能減少更多的外來原因，增強模具的使用壽命，還在一定意義上減少了金屬的使用降低了成本還提高了質量。

5 總結

跟隨世界各種科技的不斷發展，模具制造中熱處理工藝技術以及技術上的要求變的越來越嚴密。只有嚴格的遵循操作步驟，模具制造中的熱處理工藝將會變成當下必然的趨勢。

圖2 （添加圖題）

3.2 回火

回火通過字面的意思可以理解為在原有的溫度上進行降溫然后在進行回溫的操作過程。相關文獻對回火一詞解釋為：在進行加工中金屬經過淬火后進行重新加熱到適合的溫度進行保溫。在保溫一段時間后再次在空氣或水等其他介質中進行冷卻處理。

回火是模具制造熱處理的最后一道工序，也有其必要作用。回火是為了降低工件的脆性并穩定模具中的鋼組織，提高工件的韌性和塑性。并且可以大大減少淬火的應力，使得得到穩定的形狀和尺寸，減少淬火應力的零件變形或

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