為(wèi)什么要对模具硬度检测?
在工业生产中,模具钢是模具工业的主體(tǐ)材料,模具的使用(yòng)寿命和制成零件的精度、质量、外观性能(néng),除与模具的设计技术、制造精度,以及机床精度和制造操作有(yǒu)关外,正确地选用(yòng)模具材料和正确地执行热处理(lǐ)工艺也是至关重要的。模具的热处理(lǐ)质量和使用(yòng)性能(néng)通常都以硬度作為(wèi)判断的依据 硬度是模具材料和成品模具的重要性能(néng)指标。模具在工作时的受力状态是复杂的,如热作模具通常是在交变的温度场下承受交变应力作用(yòng),因此它应具有(yǒu)良好的阻止模具转变成较软或塑性状态的能(néng)力,并且在長(cháng)期工作环境下仍保持模具的形状和尺寸精度不变。一般成品模具的硬度,冷作模具常选择在 59-60HRC ,热作模具常选择在 48HRC 左右。
耐磨性也是成品模具的重要性能(néng)指标。零件成形时金属和模具型腔表面发生相对运动,磨损了型腔表面,至使模具的尺寸形状、精度和表面粗糙度发生变化而失效。模具的耐磨性是由模具的热处理(lǐ),特别是表面热处理(lǐ)决定的,评估模具耐磨性好坏的主要依据也是硬度。
模具钢用(yòng)硬度计测试主要针对三种情况,即模具钢材料的硬度检测,经过热处理(lǐ)的半成品模具的检测硬度,要求高耐磨性的模具表面热处理(lǐ)后的表面硬度检测。 模具钢材料主要是经过锻造的钢板、钢块或钢棒,一般以退火状态供货。某些塑料模具钢还以预硬状态(调质处理(lǐ))供货,用(yòng)户可(kě)直接加工成模具而不必进行后续热处理(lǐ)。模具钢按钢种分(fēn)类可(kě)分(fēn)為(wèi)碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢,中國(guó)标准对于各种模具钢都规定了出厂硬度要求,要求对钢材的退火硬度和试样淬火硬度进行检验。美泰里氏硬度计被广泛应用(yòng),它测试快速,方便,测试值可(kě)自动转换成布氏硬度值,因此得到一定程度的应用(yòng)。 完成了机械加工的模具钢材料要进行淬火回火处理(lǐ),再经过精磨和抛光就可(kě)成為(wèi)成品模具。淬火回火处理(lǐ)后的模具硬度检测更為(wèi)重要,因為(wèi)这时的材料硬度是一个非常重要的质量指标,它在很(hěn)大程度上决定了成品模具的使用(yòng)寿命。淬火回火的模具料要求使用(yòng)洛氏硬度计,测试 HRC 洛氏硬度值。模具成品需要具有(yǒu)*佳的综合力學(xué)性能(néng),既要有(yǒu)足够的硬度,同时还要有(yǒu)一定的韧性,而硬度和韧性是一对矛盾,為(wèi)了在具有(yǒu)合理(lǐ)韧性的条件下,便模具具有(yǒu)较高的硬度,*佳的硬度值就会被限制在一个比较窄的范围内,通常只有(yǒu) 2-4 个 HRC 单位。
成品、半成品模具的硬度测试是一个难于解决的问题。一直没有(yǒu)一个较為(wèi)理(lǐ)想的解决方案。只有(yǒu)少数體(tǐ)积和重量较小(xiǎo)的模具可(kě)以搬到台式洛氏硬度计上测试。里氏硬度计為(wèi)成品、半成品模具的硬度测试提供了一个解决方案,可(kě)以先测试模具的里氏硬度,然后再换算成 HRC 洛氏硬度。里氏硬度计测量是目前模具行业应用(yòng)*為(wèi)普遍的硬度测试方法,而且美泰里氏硬度计应用(yòng)*广泛的领域就是模具行业。如前面所述,成品、半成品模具合理(lǐ)的硬度范围是比较窄的,里氏硬度计不能(néng)满足这样的精度要求。但是这就是目前模具行业的现状,没有(yǒu)更好的解决办法。 对于进行了表面的渗碳、渗氮或激光淬火处理(lǐ),表面硬化处理(lǐ)的模具需要测试模具的表面硬度。渗碳层通常较厚,当渗碳层厚度大于 0.8mm 时,可(kě)直接用(yòng)洛氏硬度计,测试 HRC 硬度。当渗碳层厚度在 0.6-0.8mm 时,可(kě)以采用(yòng)洛氏硬度计的 A 标尺。 A 标尺的试验力较小(xiǎo),只有(yǒu) 60kg ( C 标尺试验力是 150kg ),可(kě)以在模具表面压一个较浅的压痕,不至于将硬化层压透,硬度测试更准确。测得的 HRA 硬度值可(kě)方便地通过查表换算成 HRC 硬度值。对于较薄的渗碳层或渗氮层,只要厚度大于 0.1mm ,都可(kě)以采用(yòng)表面洛氏硬度计。表面洛氏硬度计的试验力只有(yǒu) 15kg 、 30kg 或 45kg 。表面洛氏硬度压痕更小(xiǎo),例如,模具硬度為(wèi) 60HRC 时,表面洛氏硬度值為(wèi) 90.6HR15N ,压痕深度等于( 100-90.6 ) X0.001mm=0.009mm ,这样的压痕肉眼几乎难于分(fēn)辨。因此表面洛氏硬度计还可(kě)以测试成品模具,测得的硬度值也可(kě)以换算成 HRC 硬度值。
硬度是模具钢*重要的性能(néng),為(wèi)了照顾到韧性等其他(tā)性能(néng),模具硬度的*佳范围是一个比较窄的區(qū)间,因此,如何能(néng)在现场使用(yòng)美泰便携式硬度计快速、**地测试模具硬度在模具制造和使用(yòng)单位具有(yǒu)十分(fēn)重要的意义。它可(kě)以提升模具产品的质量,提升模具制造的技术水平,延長(cháng)模具寿命。