电子秤模具的热处理工艺需结合其核心需求 ——高尺寸稳定性(避免变形影响称重精度)、中等硬度(兼顾加工性与耐磨性)、低内应力(防止长期使用开裂) ,同时需适配模具常用材质(如预硬态塑料模具钢 718H、普通塑料模具钢 P20,或金属结构件模具用 45# 钢)。以下是典型工艺流程及关键环节说明:
一、核心前提:材质选择与预处理
不同材质对应不同热处理方案,电子秤模具以 “塑料模具” 为主(如外壳、托盘模具),少数为金属结构件模具,预处理是保证后续工艺稳定的基础:
1.材质匹配:
主流选择:718H(预硬态塑料模具钢) —— 出厂已达 28-32HRC,无需整体淬火,仅需局部时效强化;
经济型选择:P20/45# 钢 —— 需通过 “调质 + 表面硬化” 实现性能,适合低精度、小批量模具。
2.预处理(去应力退火):
目的:消除模具毛坯锻造 / 粗加工产生的内应力,避免后续热处理变形;
工艺:加热至 600-650℃,保温 2-4 小时(根据模具尺寸),随炉缓冷至 200℃以下出炉;
关键:针对复杂型腔(如电子秤托盘的防滑纹路),需在粗加工后、精加工前额外增加 1 次去应力退火。
二、主流工艺:分材质的典型热处理流程
1. 预硬态钢(718H):局部强化 + 稳定处理(最常用)
718H 出厂已预硬至 28-32HRC,无需整体淬火(避免型腔变形),仅需针对易磨损部位(如分型面、浇口)强化,并消除加工应力:
步骤 1:粗加工后去应力
加热至 550-580℃,保温 3 小时,随炉冷至 300℃出炉空冷(温度低于 Ac1 临界点,避免相变),消除粗铣产生的应力。
步骤 2:局部表面硬化(可选)
若模具分型面、浇口需更高耐磨性(防止长期开合磨损),采用低温渗氮:
温度:450-500℃,保温 15-20 小时;
效果:表面形成 5-15μm 氮化层,硬度达 60-70HRC,芯部仍保持 28-32HRC(兼顾韧性,防止开裂)。
步骤 3:精加工后时效稳定
模具精加工(型腔、定位孔等关键尺寸加工完成后),加热至 500-520℃,保温 4-6 小时,随炉缓冷;
目的:进一步稳定组织(减少后续使用中的尺寸漂移),同时释放精加工应力,保证电子秤模具长期使用后,型腔尺寸误差≤0.02mm(满足称重部件装配精度)。
2. 普通模具钢(P20/45# 钢):调质 + 表面硬化(经济型)
P20/45# 钢未预硬,需通过 “调质” 获得基础强度,再表面强化提升耐磨性,适合精度要求较低的电子秤外壳模具:
步骤 1:调质处理(整体性能提升)
淬火:加热至 830-860℃(P20 取上限,45# 钢取下限),保温 1-2 小时(根据厚度),油冷至室温;
高温回火:加热至 580-620℃,保温 2-3 小时,空冷;
效果:硬度达 22-26HRC,组织为索氏体,兼具强度与切削加工性,为后续精加工打基础。
步骤 2:表面淬火(局部耐磨强化)
对分型面、浇口等易损部位,采用感应加热表面淬火:
温度:900-950℃,快速加热(避免芯部相变),喷水冷却;
效果:表面硬度达 50-55HRC,硬化层深度 0.5-1mm,芯部仍保持 22-26HRC(防脆裂)。
步骤 3:低温去应力回火
表面淬火后,加热至 180-200℃,保温 2 小时,空冷;
目的:消除表面淬火产生的内应力,防止模具使用中开裂。
三、关键控制环节:避免变形与保证精度
电子秤模具对尺寸精度要求较高(如型腔与称重传感器安装位的同轴度),需重点控制 3 个环节:
加热速率:
大型模具(如电子秤台面板模具)加热时,速率≤100℃/ 小时,避免温差过大导致热应力变形;
冷却方式:
预硬钢(718H):全程随炉缓冷或空冷,禁止水冷(防止开裂);
普通钢调质:淬火后油冷(45# 钢)或水溶性淬火剂冷(P20),避免冷速过快导致变形;
时效稳定:
精加工后必须进行 1-2 次时效处理(500-520℃),每次保温后测量关键尺寸,直至尺寸稳定(变化量≤0.005mm)。
四、工艺验证:性能检测
热处理完成后,需通过 2 项核心检测确保满足使用需求:
硬度检测:
芯部硬度:718H 需达 28-32HRC,P20/45# 钢需达 22-26HRC;
表面硬化层:氮化 / 淬火后需达 50-70HRC(根据部位需求);
尺寸检测:
采用三坐标测量仪检测型腔尺寸、定位孔位置度,误差需≤0.02mm(避免影响电子秤装配与称重精度)。