1、HPM75無(wú)磁鋼
HPM75是經(jīng)過(guò)特殊熔煉工藝生產(chǎn)的非磁性、高硬度、易切削塑膠模具鋼,是HPM系列鋼中具有非磁性、高強(qiáng)度奧氏體型無(wú)磁模具鋼。在各種狀態(tài)下都能保持穩(wěn)定的奧氏體,且具有非常低的磁導(dǎo)率。HPM75無(wú)磁鋼所具備的高硬度、耐磨損性、耐腐蝕性和非磁性等特性堪比不銹鋼SUS304等諸多模具特性;因此適合用于對(duì)耐腐蝕和耐磨損要求高的模具產(chǎn)品。采用氣體氮碳共滲熱處理,可進(jìn)一步提高表面硬度、耐磨性,從而提高模具使用壽命。HPM75無(wú)磁鋼容易發(fā)生加工硬化,建議進(jìn)行低速加工。
2、HPM75無(wú)磁鋼熱處理工藝簡(jiǎn)介
熱處理工藝主要包括:高溫退火工藝、固溶軟化處理工藝、時(shí)效硬化處理工藝;分別如下:
(1)、高溫退火工藝
模具材料硬度高,其機(jī)械加工性能差;對(duì)模具進(jìn)行高溫退火的目的是改善機(jī)械加工性能,消除鍛造應(yīng)力,便于模具制造加工,縮短加工周期;退火工藝流程:退火溫度870-890℃,保溫3-6h,從退火溫度至500℃的降溫速度應(yīng)控制,降溫時(shí)間不得少于6小時(shí),硬度:28-30HRC。
(2)、固溶軟化處理工藝
固溶工藝是使材料碳化物溶入基體,為時(shí)效硬化處理做組織準(zhǔn)備,同時(shí)也有改善切削性能的作用,在生產(chǎn)中也叫軟化處理;使用設(shè)備:箱式電爐(預(yù)熱用)、高溫鹽浴爐(固溶用)或箱式高溫電爐;固溶軟化處理工藝流程:在余量大于1.5-2mm時(shí),采用高溫箱式爐作固溶加熱,加熱溫度1150-1180℃,鹽浴爐保溫15-*20min/mm,箱式爐保溫30min/mm,水冷,HPM75固溶硬度20-22HRC,材料金相組織:奧氏體+未溶一次碳化物。
(3)、時(shí)效硬化處理工藝
模具制造加工后進(jìn)行時(shí)效硬化處理是為了使溶于基體上的碳化物彌散析出沉積在基體上,從而強(qiáng)化基體,提高硬度和耐磨性,生產(chǎn)中也叫硬化處理;采用箱式電爐,時(shí)效溫度650-700℃,時(shí)效15-20h,水冷或空冷,硬度可達(dá)45-50HRC。
3、采用HPM75無(wú)磁鋼材料制作模具的工藝流程
(1)、工藝流程:鍛造—高溫退火—粗加工—固溶軟化處理—半精加工—時(shí)效硬化處理—精加工—滲氮。
(2)、HPM75材料熱處理特性表面:此種材料是通過(guò)二次硬化方式來(lái)提高硬度,另外這種材料本身機(jī)加工是粘性較大,造成刀具極易磨損;在固溶軟化處理后機(jī)械加工性可有效提高,再加工適當(dāng)?shù)睦鋮s液,有利于半精加工中尺寸的保證,也有利于小孔的鉆加工和螺紋加工。時(shí)效硬化處理后的精加工是后一道機(jī)械加工工序,對(duì)于要滲氮的模具則要進(jìn)行相應(yīng)的尺寸調(diào)整,滲氮是為了進(jìn)一步提高模具表面硬度、耐磨性及其使用壽命,提高毛坯的可脫模性、毛坯質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
4、HPM75無(wú)磁鋼制作的模具的滲氮工藝(表面氮化處理工藝)
(1)試驗(yàn)用材:HPM75無(wú)磁鋼 化學(xué)成分如下表:
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
V
W
0.69
0.65
15.3
0.02
0.01
2.31
0.75
1.83
0.62
注:材料狀態(tài)為固溶+時(shí)效,硬度為47HRC。
(2)、試驗(yàn)方法:試驗(yàn)采用8mm*15mm*30mm試樣,分別在LD50離子滲氮爐和RN35氣體氮碳共滲爐中進(jìn)行,用硬度剃度法檢測(cè)滲層深度。
結(jié)果與分析:離子、氣體滲氮表面硬度分別為1130HV0.3,1180HV0.3,總層深分別為0.21mm,0.15mm。兩種滲氮工藝的基體硬度均為490HV0.3。
兩種滲氮工藝處理的模具較固溶+時(shí)效態(tài)的壽命分別提高3.2倍和2.3倍。HPM75無(wú)磁鋼含有較多合金元素,這些元素與氮結(jié)合 ,使得模具表面有很高的硬度及耐磨性,從而大幅度地提高了模具的使用壽命。
5、結(jié)語(yǔ)
(1)、正確采用HPM75無(wú)磁鋼的熱處理工藝和在模具加工中的工藝流程,有利于模具的加工和正常使用。
(2)、氣體氮碳共滲較大幅度提高了HPM75無(wú)磁鋼制模具的表面硬度、耐磨性、使用壽命。用其壓制的毛坯件表面光亮、易于脫模,提高了毛坯件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
(3)、滲氮不改變HPM75鋼的不導(dǎo)磁性。