哪些因素會導致模具鋼材硬度不足？
在要求嚴苛的精密射出成型領域，射出成型模具的性能和使用壽命從根本上取決於模具鋼的硬度。硬度不足是造成模具失效的關鍵因素，會造成過早磨損、鎖模力作用下變形、零件表面光潔度差，最後縮短模具壽命。GV MOLD我們深知，達到並維持規定的硬度是高品質模具製造的必要條件。本文將探討影響模具鋼硬度的主要因素以及如何預防這些因素。
硬度在模具性能的關鍵作用
硬度是指材料抵抗壓痕、塑性變形和磨損的能力。對於射出成型模具而言，足夠的硬度可確保：
耐磨性：可抵抗磨蝕性塑膠、玻璃纖維以及滑塊、升降器和頂針的連續循環磨損。
壓力完整性：防止型腔和型芯在高注射壓力和夾緊力下變形。
拋光和紋理保持：可實現高品質的模具拋光，並確保紋理表面不會隨著時間的推移而劣化。
抗壓痕性：防止塑膠材質在壓力下對鋼表面造成壓痕或凹陷。
導致硬度不足的關鍵因素
1. 材料選擇不當
硬度的基礎在於選擇合適的模具鋼等級。
使用錯誤的鋼材等級：選擇不適合淬火的鋼材等級（例如，在未進行適當淬火的情況下，將低碳鋼 P20 用於高磨損應用）永遠無法達到所需的硬度。
不合格或未經認證的鋼材：使用未經認證的鋼材會導致化學成分不一致（例如，碳含量或合金元素含量低），因此無法透過熱處理達到目標硬度。
2. 熱處理製程的缺陷
熱處理是指透過控制加熱和冷卻過程來改變鋼材的微觀結構，從而獲得所需的機械性能，包括硬度。這是最關鍵的環節，也是最容易出錯的環節。
奧氏體化溫度不正確：如果鋼材沒有加熱到其特定牌號所需的精確溫度，則必要的微觀組織轉變將無法完全發生。
保溫時間不足：鋼材必須在奧氏體化溫度下保溫足夠長的時間，才能使整個橫斷面均勻轉變。保溫時間過短會導致芯部軟化。
淬火不當：淬火（快速冷卻）對於「凍結」硬質微觀結構至關重要。問題包括：
淬火速度慢：使用錯誤的淬火介質（油、空氣、聚合物）或冷卻中斷會導致形成較軟的相，如珠光體或貝氏體，而不是較硬的馬氏體。
淬火不均勻：淬火劑攪拌不良或零件幾何形狀不規則會導致冷卻不均勻，進而產生軟點和高內應力。
回火不足或不當：淬火後，鋼材硬度很高，但也很脆。回火可以降低脆性並消除應力。然而，回火過度（溫度過高或時間過長）會導致硬度過度降低。回火不足則會導致鋼材過於脆性。
3. 加工過程中的脫碳
脫碳是指鋼材表面層在高溫（鍛造、軋製或熱處理過程中）暴露於氧氣中而導致的碳損失。脫碳後的表面層比內部軟得多。如果在熱處理後沒有經過充分的機械加工或研磨去除，這層軟殼會殘留在型腔或型芯的工作表面上，導致快速磨損和拋光困難。
4. 熱處理後加工或研磨不當
淬火後進行的電火花加工 (EDM)和研磨操作會在表面形成一層薄薄的、經過改性的層，稱為「白層」或重鑄層。雖然這層通常硬度很高，但通常很脆，容易產生微裂紋。在其下方，這些加工過程中產生的過熱會導致過回火，在表面下方形成一個柔軟且強度降低的區域（「熱影響區」），該區域容易發生剝落或磨損。
5. 硬度測試和驗證不足
僅依賴單一測試點或使用未經適當表面處理和校準的非破壞性方法（例如便攜式硬度計）可能會得出錯誤的讀數。不一致或不準確的硬度測試無法辨識表面下的軟點或硬度梯度。
GV模具協定：確保最佳硬度和性能
在GV MOLD我們實施嚴格的控制流程，以確保我們製造的每個模具都達到規定的硬度和完整性。
認證材料採購：我們只從信譽良好的鋼廠採購經過認證、可追溯的模具鋼，從一開始就確保化學成分的一致性。
熱處理的策略設計：我們的模具設計考慮了關鍵部件的均勻壁厚，以促進熱處理過程中均勻加熱和冷卻，最大限度地減少變形和軟點。
與專業熱處理廠合作：我們與認證的熱處理廠合作，這些熱處理廠使用可控氣氛爐來防止脫碳，並採用精確的、數據記錄的淬火和回火製程。
後處理製程：我們在熱處理後進行充分的餘料去除，以消除任何脫碳層。我們嚴格控制電火花加工和研磨參數，以最大限度地減少有害的熱影響區。
全面驗證：我們使用校準過的洛氏硬度計或維氏硬度計在多個關鍵位置（空腔壁、芯銷、滑動面）進行系統硬度測試，以確保整個工作區域符合規範，而不僅僅是單點。
不要讓鋼材硬度不足這個隱憂影響您的模具投資。與 GV MOLD 合作，我們將材料科學與精密工程完美融合，為您打造耐用、高性能的射出成型模具。立即聯絡我們，了解我們如何以嚴謹的態度確保您的模具擁有長久的使用壽命和可靠性。
GV模具－硬度是有保證的，而不是碰運氣的。
