電子秤模具的熱處理工藝需結(jié)合其核心需求 ——高尺寸穩(wěn)定性(避免變形影響稱重精度)、中等硬度(兼顧加工性與耐磨性)、低內(nèi)應(yīng)力(防止長期使用開裂) ,同時(shí)需適配模具常用材質(zhì)(如預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼 718H、普通塑料模具鋼 P20,或金屬結(jié)構(gòu)件模具用 45# 鋼)。以下是典型工藝流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)說明:
一、核心前提:材質(zhì)選擇與預(yù)處理
不同材質(zhì)對應(yīng)不同熱處理方案,電子秤模具以 “塑料模具” 為主(如外殼、托盤模具),少數(shù)為金屬結(jié)構(gòu)件模具,預(yù)處理是保證后續(xù)工藝穩(wěn)定的基礎(chǔ):
1.材質(zhì)匹配:
主流選擇:718H(預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼) —— 出廠已達(dá) 28-32HRC,無需整體淬火,僅需局部時(shí)效強(qiáng)化;
經(jīng)濟(jì)型選擇:P20/45# 鋼 —— 需通過 “調(diào)質(zhì) + 表面硬化” 實(shí)現(xiàn)性能,適合低精度、小批量模具。
2.預(yù)處理(去應(yīng)力退火):
目的:消除模具毛坯鍛造 / 粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,避免后續(xù)熱處理變形;
工藝:加熱至 600-650℃,保溫 2-4 小時(shí)(根據(jù)模具尺寸),隨爐緩冷至 200℃以下出爐;
關(guān)鍵:針對復(fù)雜型腔(如電子秤托盤的防滑紋路),需在粗加工后、精加工前額外增加 1 次去應(yīng)力退火。
二、主流工藝:分材質(zhì)的典型熱處理流程
1. 預(yù)硬態(tài)鋼(718H):局部強(qiáng)化 + 穩(wěn)定處理(最常用)
718H 出廠已預(yù)硬至 28-32HRC,無需整體淬火(避免型腔變形),僅需針對易磨損部位(如分型面、澆口)強(qiáng)化,并消除加工應(yīng)力:
步驟 1:粗加工后去應(yīng)力
加熱至 550-580℃,保溫 3 小時(shí),隨爐冷至 300℃出爐空冷(溫度低于 Ac1 臨界點(diǎn),避免相變),消除粗銑產(chǎn)生的應(yīng)力。
步驟 2:局部表面硬化(可選)
若模具分型面、澆口需更高耐磨性(防止長期開合磨損),采用低溫滲氮:
溫度:450-500℃,保溫 15-20 小時(shí);
效果:表面形成 5-15μm 氮化層,硬度達(dá) 60-70HRC,芯部仍保持 28-32HRC(兼顧韌性,防止開裂)。
步驟 3:精加工后時(shí)效穩(wěn)定
模具精加工(型腔、定位孔等關(guān)鍵尺寸加工完成后),加熱至 500-520℃,保溫 4-6 小時(shí),隨爐緩冷;
目的:進(jìn)一步穩(wěn)定組織(減少后續(xù)使用中的尺寸漂移),同時(shí)釋放精加工應(yīng)力,保證電子秤模具長期使用后,型腔尺寸誤差≤0.02mm(滿足稱重部件裝配精度)。
2. 普通模具鋼(P20/45# 鋼):調(diào)質(zhì) + 表面硬化(經(jīng)濟(jì)型)
P20/45# 鋼未預(yù)硬,需通過 “調(diào)質(zhì)” 獲得基礎(chǔ)強(qiáng)度,再表面強(qiáng)化提升耐磨性,適合精度要求較低的電子秤外殼模具:
步驟 1:調(diào)質(zhì)處理(整體性能提升)
淬火:加熱至 830-860℃(P20 取上限,45# 鋼取下限),保溫 1-2 小時(shí)(根據(jù)厚度),油冷至室溫;
高溫回火:加熱至 580-620℃,保溫 2-3 小時(shí),空冷;
效果:硬度達(dá) 22-26HRC,組織為索氏體,兼具強(qiáng)度與切削加工性,為后續(xù)精加工打基礎(chǔ)。
步驟 2:表面淬火(局部耐磨強(qiáng)化)
對分型面、澆口等易損部位,采用感應(yīng)加熱表面淬火:
溫度:900-950℃,快速加熱(避免芯部相變),噴水冷卻;
效果:表面硬度達(dá) 50-55HRC,硬化層深度 0.5-1mm,芯部仍保持 22-26HRC(防脆裂)。
步驟 3:低溫去應(yīng)力回火
表面淬火后,加熱至 180-200℃,保溫 2 小時(shí),空冷;
目的:消除表面淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,防止模具使用中開裂。
三、關(guān)鍵控制環(huán)節(jié):避免變形與保證精度
電子秤模具對尺寸精度要求較高(如型腔與稱重傳感器安裝位的同軸度),需重點(diǎn)控制 3 個(gè)環(huán)節(jié):
加熱速率:
大型模具(如電子秤臺面板模具)加熱時(shí),速率≤100℃/ 小時(shí),避免溫差過大導(dǎo)致熱應(yīng)力變形;
冷卻方式:
預(yù)硬鋼(718H):全程隨爐緩冷或空冷,禁止水冷(防止開裂);
普通鋼調(diào)質(zhì):淬火后油冷(45# 鋼)或水溶性淬火劑冷(P20),避免冷速過快導(dǎo)致變形;
時(shí)效穩(wěn)定:
精加工后必須進(jìn)行 1-2 次時(shí)效處理(500-520℃),每次保溫后測量關(guān)鍵尺寸,直至尺寸穩(wěn)定(變化量≤0.005mm)。
四、工藝驗(yàn)證:性能檢測
熱處理完成后,需通過 2 項(xiàng)核心檢測確保滿足使用需求:
硬度檢測:
芯部硬度:718H 需達(dá) 28-32HRC,P20/45# 鋼需達(dá) 22-26HRC;
表面硬化層:氮化 / 淬火后需達(dá) 50-70HRC(根據(jù)部位需求);
尺寸檢測:
采用三坐標(biāo)測量儀檢測型腔尺寸、定位孔位置度,誤差需≤0.02mm(避免影響電子秤裝配與稱重精度)。