上次车间拿料核对,最先要确认的就是模具钢h13硬度多少,送货单写的220HB左右,拿硬度计打出来的数值偏了一点,当时差点直接上机粗加工。仓库新来的人分不清退火料和淬火料,以为所有h13拿到手硬度都一样,毛坯回来直接开粗,刀头磨损快得离谱,半天功夫废了两片铣刀。
退火状态的h13,市面上常规供货的板材、圆棒,硬度大多控制在225HB上下,范围一般在200到235HB。这个区间的料切削性能最好,适合开粗、钻孔,不用额外做软化处理。那批送来的圆棒测出来232HB,卡在上限,加工的时候进给就得往下调,不然容易震刀,表面留下一圈一圈刀纹。
淬火回火之后差别就大了。
常规压铸模、塑胶硬模用的h13,热处理到位,硬度稳定落在48到52HRC。很多人会冲到54HRC,但不建议随便往上提,硬度越高韧性往下掉,压铸工况冷热交替频繁,硬度过高很容易出现表面龟裂。之前隔壁班组试过一批做到54HRC的h13模具,上机试产没几天,型腔边角就出现细小裂纹,只能拆下来重新回火降硬度,返工花了不少时间。
热处理的保温时间、冷却方式,都会影响最终硬度。同批次h13料,交给两家不同的热处理厂,出来的结果不完全相同。有一回两套一样的模具,分开外发,一套做到49HRC,另一套接近52HRC,装到同一台设备上使用,磨损表现不一样。硬度偏低那套,型腔磨损速度更快,打件多了尺寸飘的明显;硬度偏高那套,抗磨损好一点,但遇到应力集中位置,开裂风险更大。
还有回火的小细节,h13一般要做两次回火,不是一次完事。单次回火处理,内部残余应力消不干净,就算硬度打出来达标,模具在持续升温降温的工况下,很容易变形。拿到热处理回来的工件,不能只单点测硬度,型腔、边角、厚大底座位置都要取样检测,厚料中心位置硬度会比表层略低,厚截面件这个差值会更明显。
如果是氮化处理的h13,表层硬度会再往上提。氮化层能到900HV左右,基体还是维持淬火回火后的48到52HRC。氮化只是提升表面耐磨,基体硬度不会跟着变,很多人会混淆这点,以为氮化之后整块模具都变硬。之前有学徒把氮化后的工件当成整体高硬度,想用普通钻头打孔,钻头直接烧黑,根本钻不动。
料头留样一直放在工具箱,每次新料进厂,都会抽点打硬度,不是完全相信质保书。不同钢厂出来的h13,即使标注同样牌号,退火态硬度也会小幅浮动。有些小厂冶炼的材料,成分波动大,热处理后硬度区间会拉的很宽,稳定性差,大批量模具加工的时候尽量避开。
图纸上标注硬度的时候,一般不会写一个固定数字,而是给区间。客户图纸写h13要求48-50HRC,热处理那边就会往中间靠,不会直接顶到上限。一旦超出区间,后续装配、试模都会多出一堆麻烦,模具修起来成本远高于前期把控硬度。
下班收拾工具的时候,还在想着那批返工的模具,当初要是提前多点取样测硬度,就不用拆模回火耽误交期。