HPM75无磁钢制作的模具的热处理工艺

时间：2019-04-16

HPM75无磁钢制作的模具的热处理工艺
HPM75无磁钢热处理工艺
——HPM75无磁钢制作的模具的热处理工艺
1、HPM75无磁钢
    HPM75是经过特殊熔炼工艺生产的非磁性、高硬度、易切削塑胶模具钢，是HPM系列钢中具有非磁性、高强度奥氏体型无磁模具钢。在各种状态下都能保持稳定的奥氏体，且具有非常低的磁导率。HPM75无磁钢所具备的高硬度、耐磨损性、耐腐蚀性和非磁性等特性堪比不锈钢SUS304等诸多模具特性；因此较适合用于对耐腐蚀和耐磨损要求高的模具产品。采用气体氮碳共渗热处理，可进一步提高表面硬度、耐磨性，从而提高模具使用寿命。HPM75无磁钢容易发生加工硬化，建议进行低速加工。
2、HPM75无磁钢热处理工艺简介
    热处理工艺主要包括：高温退火工艺、固溶软化处理工艺、时效硬化处理工艺；分别如下：
（1）、高温退火工艺
    模具材料硬度高，其机械加工性能差；对模具进行高温退火的目的是改善机械加工性能，消除锻造应力，便于模具制造加工，缩短加工周期；退火工艺流程：退火温度870-890℃，保温3-6h，从退火温度至500℃的降温速度应控制，降温时间不得少于6小时，硬度：28-30HRC。
（2）、固溶软化处理工艺
    固溶工艺是使材料碳化物溶入基体，为时效硬化处理做组织准备，同时也有改善切削性能的作用，在生产中也叫软化处理；使用设备：箱式电炉（预热用）、高温盐浴炉（固溶用）或箱式高温电炉；固溶软化处理工艺流程：在余量大于1.5-2mm时，采用高温箱式炉作固溶加热，加热温度1150-1180℃，盐浴炉保温15-*20min/mm，箱式炉保温30min/mm，水冷，HPM75固溶硬度20-22HRC，材料金相组织：奥氏体+未溶一次碳化物。
（3）、时效硬化处理工艺
    模具制造加工后进行时效硬化处理是为了使溶于基体上的碳化物弥散析出沉积在基体上，从而强化基体，提高硬度和耐磨性，生产中也叫硬化处理；采用箱式电炉，时效温度650-700℃，时效15-20h，水冷或空冷，硬度可达45-50HRC。
3、采用HPM75无磁钢材料制作模具的工艺流程
    （1）、工艺流程：锻造—高温退火—粗加工—固溶软化处理—半精加工—时效硬化处理—精加工—渗氮。
    （2）、HPM75材料热处理特性表面：此种材料是通过二次硬化方式来提高硬度，另外这种材料本身机加工是粘性较大，造成刀具较易磨损；在固溶软化处理后机械加工性可有效提高，再加工适当的冷却液，有利于半精加工中尺寸的保证，也有利于小孔的钻加工和螺纹加工。时效硬化处理后的精加工是最后一道机械加工工序，对于要渗氮的模具则要进行相应的尺寸调整，渗氮是为了进一步提高模具表面硬度、耐磨性及其使用寿命，提高毛坯的可脱模性、毛坯质量及生产效率。
4、HPM75无磁钢制作的模具的渗氮工艺（表面氮化处理工艺）
    （1）试验用材：HPM75无磁钢 化学成分如下表：
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：材料状态为固溶+时效，硬度为47HRC。
    （2）、试验方法：试验采用8mm*15mm*30mm试样，分别在LD50离子渗氮炉和RN35气体氮碳共渗炉中进行，用硬度剃度法检测渗层深度。
    结果与分析：离子、气体渗氮表面硬度分别为1130HV0.3，1180HV0.3，总层深分别为0.21mm，0.15mm。两种渗氮工艺的基体硬度均为490HV0.3。
两种渗氮工艺处理的模具较固溶+时效态的寿命分别提高3.2倍和2.3倍。HPM75无磁钢含有较多合金元素，这些元素与氮结合 ，使得模具表面具有很高的硬度及耐磨性，从而大幅度地提高了模具的使用寿命。
5、结语
    （1）、正确采用HPM75无磁钢的热处理工艺和在模具加工中的工艺流程，有利于模具的加工和正常使用。
    （2）、气体氮碳共渗较大幅度提高了HPM75无磁钢制模具的表面硬度、耐磨性、使用寿命。用其压制的毛坯件表面光亮、易于脱模，提高了毛坯件的质量和生产效率。
    （3）、渗氮不改变HPM75钢的不导磁性。

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