张迪(吉林工商学生物工程学院,吉林 长春 130507)

塑料模具的热处理工艺研究

张迪(吉林工商学生物工程学院,吉林 长春 130507)

近年来，精密塑料制品的需求不断上升，导致塑料模具的需求不断增加，对模具制作工艺的要求也逐渐提高。热处理工艺是塑料模具生产中的重要环节，与模具的生产质量和使用性能息息相关。本文中，我们探讨了塑料模具热处理过程中的重要因素和关键技术，对于推动我国塑料产业的发展具有重要意义。

塑料模具，热处理工艺

随着我国塑料产业的快速发展，塑料制品已经广泛应用于我们生活的方方面面，如商品包装、建筑材料、汽车配件等等。近年来，精密塑料制品的需求不断增大，市场潜力十分巨大。相应地，我国塑料模具的市场也不断扩大，对于模具制作工艺的要求也不断增加。热处理工艺是塑料模具制作中的关键环节，与塑料模具的生产质量和使用性能密切相关。

1 热处理的重要因素

1.1 塑料模具的精度

热处理过程中产生的变形是导致塑料模具精度降低的主要问题。具体来说，在模具进行热处理时，由于各个面的加热速度和冷却速度不同，使各个面出现温度差，导致模具出现体积膨胀不均匀的现象，引发模具组织转变不均匀，因此产生组织应力和热应力。当热处理中产生的残余应力大小超过模具的最大承受范围时，就会导致模具发生变形，使模具精度降低、甚至失效。

1.2 塑料模具的强度

塑料模具的热处理工艺是决定其强度大小的重要因素。具体来说，当热处理工艺的选择不合理，热处理过程的操作不规范，或是热处理设备存在故障时，都会降低塑料模具的强度，导致生产的模具不合格。因此，厂家在生产塑料模具时，必须按照模具的不同强度要求，根据不同的模具用材，采用相应的热处理工艺。

1.3 塑料模具的使用寿命

塑料模具的热处理工艺也是决定其使用寿命的关键因素。具体来说，当热处理工艺的选择不合理或操作不规范时，会引发模具在热处理过程中产生组织结构不合理和晶粒度超标等问题，使得塑料模具的韧性下降，抗冷热疲劳性降低，抗磨损性变差，最终导致模具的整体性能降低，影响模具的使用寿命。

1.4 塑料模具的制作成本

塑料模具的生产成本与热处理工艺密切相关。具体来说，当模具采用了不恰当的热处理工艺或操作不规范时，会导致模具的耐磨性、耐腐蚀性、抗冷热性、韧性、硬度和强度等性能降低，甚至导致模具出现变形、失效。因此，采用合理的热处理工艺能够提高塑料模具的生产质量，从而降低模具的生产成本，提高生产厂家的经济效益。

2 热处理的关键工艺

2.1 正火工艺

正火工艺也是热处理过程中的重要环节，它和退火时的加热温度类似，但其采用的冷却速度比退火更快。具体来说，当金属模具加热到一定温度时（一般为727和912摄氏度之间），保温一段时间，然后让其在空气中自然冷却，或是通过鼓风、喷雾、喷水等方式加速冷却，最终得到珠光体类型的组织。正火工艺主要是为了让金属模具中的晶粒更加细化，消除热处理工程中产生的残余应力，让模具中的碳化物组织分布更加均匀，使其硬度、韧性和强度增加。

2.2 退火工艺

退火工艺是热处理工艺的关键环节，主要应用于金属模具中。具体来说，当金属模具加热到一定温度时，保温一段时间，然后让其慢慢冷却至室温，使其接近平衡组织。退火工艺的主要作用是去除模具热处理时产生的残余应力，降低他们变形的风险，以提高其精度。此外，退火工艺还可以降低晶粒度，使得模具的组织结构更加合理，增加模具的使用寿命。按照热处理时加热温度的不同，我们可以将退火工艺分为四类，分别是完全退火、不完全退火、等温退火和球化退火。

2.3 淬火工艺

淬火工艺是热处理时强化模具硬度的关键环节。具体来说，当金属模具加热到一定的温度（临界温度Ac1和Ac3以上）时，保温一段时间，让模具的组织变成冷奥氏体，然后以高于临界淬火的速度进行加速冷却，让模具组织由奥氏体转变为马氏体或贝氏体。淬火过程必须按照模具的尺寸和材质，合理控制模具加热的速度，淬火的温度，保温时间和冷却的速度，否则会使淬火过程中产生内应力，导致金属模具的变形、开裂。要想获得正确的淬火冷却速度，还要采用合适的淬火介质，工业生产中常用的介质有水、NaCL溶液、NaOH溶液，以及各种矿物油等。

2.4 回火工艺

回火工艺也是热处理中强化模具硬度的重要方法，大部分的金属模具在淬火之后都要进行回火过程。具体来说，将淬火后的金属模具加热到一定温度（临界温度以下）时，保温一段时间，然后让其在空气中自然冷却，或是通过喷水、喷油等加速冷却，最终使模具达到稳定状态。回火工艺主要用来降低淬火时产生的应力，以增强模具的韧性、强度和硬度，使模具的性能达到标准。按照回火过程中温度的高低，我们将回火分为三种工艺，分别是低温回火、中温回火和高温回火。

总得来说，热处理工艺是塑料模具生成中的关键环节，直接影响了塑料模具的生产质量和使用性能。在厂家生产塑料模具的过程中，要综合考虑模具的精度、强度、使用寿命和制作成本等多种因素，选取恰当的正火、退火、淬火和回火工艺，保证塑料模具的生产质量和使用性能。

[1]杜景来.塑料模具的热处理工艺的研究[J].科技致富向导,2015(8):65-65.

[2]陈向荣,何孝美,李梅前.塑料模具热处理工艺的研究[J].热加工工艺,2015(24):208-209.

[3]张先鸣.几种新型塑料模具钢性能及热处理工艺的研究[J].模具制造,2015,15(5):83-86.