為了減少或避免模具零件熱處理變形和提高模具零件的精度保持性（尺寸穩(wěn)定性），形狀復(fù)雜、高精度、長壽命的塑料模具零件采用時(shí)效硬化鋼制造。時(shí)效硬化鋼的熱處理工藝分兩步進(jìn)行：首先對模坯進(jìn)行固溶處理，即把鋼加熱到高溫，使各種合金元素溶入奧氏體中，完成奧氏體后淬火獲得馬氏體組織，此時(shí)硬度較低（硬度約為28～34HRC），便于機(jī)械加工。模具形形后進(jìn)行時(shí)效處理，可獲得較高硬度。與通常進(jìn)行的淬火處理相比較，這一強(qiáng)化過程引起的尺寸、形狀變化極小。固溶處理一般在鹽浴爐、箱式爐中進(jìn)行，淬火采用油冷，淬透性好也可采用空冷，鍛造后一般可直接進(jìn)行固溶淬火。
典型的鋼種有18Ni系列馬氏體時(shí)效硬化鋼，牌號為00Ni18Co8Mo3TiA1、00Ni18Co8Mo5Tial、00Ni18Co9Mo5TiAl、00Ni18Co12Mo4Ti2Al等，它是通過析出金屬間化合物而強(qiáng)化的，屈服強(qiáng)度可高達(dá)1400～3500MPa。這一類鋼由于含大量的Ni元素而價(jià)格昂貴，常被用來制造質(zhì)量高、壽命長、綜合經(jīng)濟(jì)效益高的模具。馬氏體時(shí)效鋼有高的強(qiáng)度和屈服比，良好的可加工性和焊接性，熱處理工藝簡單。
為保證模具零件表面質(zhì)量，熱處理應(yīng)在有保護(hù)氣氛內(nèi)加熱。馬氏體時(shí)效硬化鋼用作塑料模具的工作零件，建議采用下列工藝：805～825℃固溶處理，350℃時(shí)效3～6h。
時(shí)效處理后的變形情況、尺寸變化是有規(guī)律的，18Ni鋼長度方向收縮約為0.04%～0.08%，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)可預(yù)留變形量來適當(dāng)控制。
18Ni系列鋼的時(shí)效強(qiáng)化效果很明顯。如18Ni(250)鋼在固溶狀態(tài)下，硬度為28HRC，經(jīng)480℃時(shí)效3h，硬度可提高到43HRC，如果保溫時(shí)間延長到6h，硬度可達(dá)52HRC。
18Ni系列時(shí)效鋼還可以通過滲氮進(jìn)一步強(qiáng)化。18Ni(300)鋼的氣體滲氮工藝：455℃±10℃，24～28h。
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