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淺析模具材料的熱處理手段
2018-01-10
    材料本身所具有的性能,必須通過正確的熱處理手段來達到。只有良好的熱處理手段,才能實現我們預想的性能期望。根據塑封模具材料性能要求,塑封模熱處理手段主要是高溫淬火、深冷處理、高溫回火,并多次反復,通過這些不同的處理,達到最佳的模具性能。
1、高溫淬火
    為了提高材料的剛性和耐磨損性,一般材料均需加熱到1030℃以上。高溫下,各種合金元素充分溶解于奧氏體內,以便在淬火時獲得高的基體硬度,同時為了保證零件不發生脫碳氧化,相應采用了真空處理。目前半導體行業內使用的高速率氣淬淬火爐,可以在高真空條件下通過氮氣保護對工件進行加熱,既保證了工件的脫碳氧化,又防止了合金元素的蒸發。同時采用200-500Kpa范圍內可調節氣體壓力,對工件進行淬火冷卻,在保證工件充分淬透的同時又減少了變形。
2、深冷處理與高溫回火
    高合金鋼在淬火后,由于其馬氏體轉變點(Ms點)均高于室溫,為了提高硬度,保證尺寸穩定性,通常要進行深冷處理和高溫回火,以保證殘余奧氏體充分轉變為穩定的回火馬氏體。我們將經過真空淬火后的工件,在室溫至100℃之間進行校正,然后放入-140℃的深冷處理箱中進行深冷。工件在不出爐的情況下,可以在-140℃至230℃之間進行冷熱循環,保證工件不會因為進出爐而產生變形或開裂。同時由于采用氮氣保護也避免了工件在回火中的氧化開裂。目前對于D2類材料,我們通常在深冷設備中直接完成-140℃深冷至230℃回火的3次循環。對于高于230℃回火的鋼種如SAM97、ELmax、ASP23等,我們采用了真空回火爐,在抽真空后,加入99.999%的高純氮氣作為介質,通過吹風方向的改變來形成對流,保證了工件的溫度均勻性,同時節省了回火時間。
3、其它輔助手段
    在提高了淬火回火及深冷處理質量的同時,我們同時對工件的其它環節給予了充分的重視,過去認為的熱處理工件潔凈度與處理無關的觀點已經被拋棄,增加潔凈預處理。即將未入爐零件,通過真空清洗機進行真空去油、脫脂、干燥。去除了工件的各類加工油污和碎屑,保證了入爐工件不會帶入其它雜質,避免了在高溫加熱時雜質分解,污染爐內環境和工件本身,從微觀上保證了工件的組織潔凈度和處理質量的完美性,提高了工件的使用壽命。
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