编辑:北国老剑
在模具工业中,模具的使用寿命和制成零部件的精度、质量、外观性能与模具的设计技术、制造精度以及机床精度和制造操作有着密切的联系,在对模具进行热处理过程中,其质量和使用性能通常都通过其硬度作为判断的依据。
不同的模具所处的环境不同,热作模具通常都在交变的温度场下承受交变应力作用,而冷作模具在工作时,由于被加工材料的变形抗力比较大,模具本身需要承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此,硬度通常是模具材料和成品模具的重要性能指标。一般成品模具的硬度,热作模具通常在48HRC左右,冷作模具通常在59-60HRC。
一般情况下,冷作模具的正常报废原因通常是过度磨损,在评估模具耐磨性好坏时,判断依据也是硬度。
模具钢是模具工业中制造的主要材料,对模具钢的硬度测试主要有三种情况:一是模具钢材料的硬度检测,二是经过热处理的半成品模具的检测硬度,三是模具表面热处理后的表面硬度检测。
在具体应用中,里氏硬度计具有测试快速、方便,测试值可自动转换成布氏硬度值等特点,因此得到了广泛的应用。然而,由于里氏硬度计采用的是动态硬度测试原理,影响仪器准确性的因素较多,如材料表面的光洁度等,因此,其硬度值的精度常常远低于常规的布氏和洛式硬度计。
经过加工后的模具钢材料要进行淬火回火处理,处理后的材料硬度检测是一个非常重要的质量指标,在很大程度上决定了成品模具的使用寿命。这时对于淬火回火后的模具材料要使用洛式硬度计,来测试HRC洛式硬度值。为了使模具材料的硬度和韧性相平衡,最佳的硬度值通常会限制在2-4个HRC单位。
当前,对于模具的产品、半成品的硬度检测是一个难于解决的问题,在模具的体积和重量较小的情况下,人们通常会将其搬到台式洛式硬度计上测试,在体积比较大的情况下,则需要先测试模具的里氏硬度,然后通过换算得到HRC洛式硬度值。
模具工业的测试对于硬度值的精度要求不是很高,因此尽管里氏硬度计的测量误差比较大,但基本能够满足模具工业的测量需求。
对于进行了表面的渗碳、渗氮或激光淬火处理以及表面硬化处理的模具,需要对其表面硬度进行测试。不同的渗碳层的厚度使用的硬度计也不同,当渗碳层厚度大于0.8mm时,使用较多的是洛式硬度计;当渗碳层厚度在0.6~0.8mm时,通常采用洛式硬度计的A标尺。
目前,国内从事生产和经营硬度计的厂商有东莞市中旺精密仪器有限公司、北京凯达科仪科技有限公司、北京联合盛朝技贸有限公司等。
未来,对于如何能在现场快速、精确地测试模具硬度是人们亟待解决的问题。由于模具硬度的最佳范围是一个比较窄的区间,在保证模具钢的韧性等其他性能的情况下,选择合适的硬度计是一个很难的问题,而这个问题对于提升模具产品的质量和技术水平具有重要意义。