塑料成型金属模具部件用特种钢的淬火技术与注意事项

塑料成型金属模具的零件，多采用以碳素钢为基础的各种特殊钢，碳素钢基金属材料的最大特点，是通过淬火可获得较高的硬度和坚韧的组织。

人们很早就知道碳钢可以硬化。为了将其硬化以用作工具或金属模具部件（刀剑、农具等的硬化），需要科学依据和工程知识。为了获得稳定的钢的物理特性，我们的祖先进行了各种实验和研究，今天，人们已经找到了一种出色的硬化方法。

钢材淬火除了基本步骤外，还有一些细微的技术技巧，这些技术技巧是否运用得当，将影响处理后的钢材的硬度、韧性、耐磨性和寿命。

钢材淬火时应注意以下几点。

（1）淬火温度应尽可能低

虽然可以根据钢种确定淬火温度范围，但最好是温度尽量低一些，原因是如果温度过高，会观察到碳钢晶粒增大，粘结强度下降。

此外，由于空气中的氧与碳钢中的碳更容易结合，导致钢材表面的碳含量减少，这种现象称为“脱碳”。这将导致钢材表面更容易出现碎裂或开裂（裂纹）。

但若温度过低（低于可淬火温度的下限）则无法获得所希望的硬度，所以这点需要注意。至于淬火温度是否合适，可将淬火后的钢材表面磨削、酸处理后，在显微镜下观察组织状态来判断是否合适。

（2）加热保温时间应在合理范围内

加热钢时，保持适当的保温时间很重要。如果保温时间太短，则无法达到均匀的温度（钢内部），导致淬火不均匀。另一方面，如果保温时间太长，则会发生脱碳。

当工件形状不均匀时，最好对工件进行局部加热和保温（用铁板覆盖等），并采取措施使加热时间合理。

另外，在机械加工精加工前进行淬火时，也有意识地进行加工底孔或去除多余材料等预处理。这种工艺孔加工方法有时能有效地去除和分散冷却过程中不均匀的残余应力。

（3）工件姿势

工件的放置姿势应确保其在加热过程中不会因自重而变形，或不会因热源的不均匀加热而变形。

（4）淬火冷却方式

冷却过程中，工件在冷却液中移动时，应向热量均匀传导的方向移动，若向热量传导不均匀的方向移动，就会产生变形和硬度不均匀的情况。

（5）设计工件时避免出现尖角

对于需要淬火的工件，应避免设计尖角。在进行最终精加工以确保精度时，应在拐角处设定R。如果事先这样做，淬火时尖角周围将难以残留应力，从而防止开裂和变形。

但如果R不必要地设置过大，则精加工时会花费额外的时间用于切削和磨削，因此按比例分配很重要。

（6）与回火的关系

淬火与回火往往是规划为一系列工序，当以回火为基础进行淬火时，还应考虑回火温度及回火后的硬度保留，并据此考虑淬火，这一点很重要。