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模具硬度及模具鋼硬度的檢測方法
硬度是模具材料和成品模具的重要性能指标。模具在工(gōng)作(zuò)時的受力狀态是複雜的，如(rú)熱(rè)作(zuò)模具通常是在交變的溫度場下承受交變應力作(zuò)用，因此它應具有良好的阻止模具轉變成較軟或塑性狀态的能力，并且在長期工(gōng)作(zuò)環境下仍保持模具的形狀和尺寸精度不變。一般成品模具的硬度，冷(lěng)作(zuò)模具常選擇在59-60HRC，熱(rè)作(zuò)模具常選擇在48HRC左右。
耐磨性也是成品模具的重要性能指标。零件(jiàn)成形時金屬和模具型腔表面發生(shēng)相(xiàng)對運動，磨損了型腔表面，至使模具的尺寸形狀、精度和表面粗糙度發生(shēng)變化而失效。模具的耐磨性是由模具的熱(rè)處理(lǐ)，特别是表面熱(rè)處理(lǐ)決定的，評估模具耐磨性好壞的主要依據是硬度。
模具鋼的硬度測試主要針對三種情況，即模具鋼材料的硬度檢測，經過熱(rè)處理(lǐ)的半成品模具的檢測硬度及要求高耐磨性的模具表面熱(rè)處理(lǐ)後的表面硬度的檢測。
供貨狀态的模具鋼主要是經過鍛造的鋼闆、鋼塊或鋼棒，一般以退火(huǒ)狀态供貨。某些塑料模具鋼還(hái)以預硬狀态（調質處理(lǐ)）供貨，用戶可(kě)直接加工(gōng)成模具而不必進行後續熱(rè)處理(lǐ)。
模具鋼按鋼種分(fēn)類可(kě)分(fēn)爲碳素工(gōng)具鋼、合金工(gōng)具鋼和高速工(gōng)具鋼，中國(guó)标準對于各種模具鋼都(dōu)規定了出廠(chǎng)硬度要求，要求對鋼材的退火(huǒ)硬度和試樣淬火(huǒ)硬度進行檢驗。
中國(guó)标準GB/T1298-1986《碳素工(gōng)具鋼技術(shù)條件(jiàn)》規定，退火(huǒ)狀态供貨鋼材，對于T7-T13各種不同牌号，硬度值應分(fēn)别小于187-217HBS，試樣淬火(huǒ)硬度大(dà)于62HRC。
中國(guó)标準GB/T1299-2000《合金工(gōng)具鋼》規定，退火(huǒ)狀态供貨的鋼材，對于不同的牌号，硬度值應小于某個數值或在某個硬度區間内，例如(rú)：9SiCr硬度爲197-241HBW，Cr12硬度爲217-269HBW，Cr5Mo1V硬度≤255HBW。試樣淬火(huǒ)硬度根據不同的牌号，一般在53-64HRC之間。
中國(guó)标準GB/T9943-1988《高速工(gōng)具鋼棒技術(shù)條件(jiàn)》規定，退火(huǒ)鋼材硬度應小于255-285HBS，淬火(huǒ)回火(huǒ)鋼材硬度應大(dà)于63-66HRC。
按照(zhào)标準的要求，出廠(chǎng)狀态的模具鋼應使用布氏硬度計(jì)，測試HBS（鋼球壓頭）或HBW（硬度合金壓頭）硬度，并且隻要材料具有足夠的尺寸，應盡量采用
近年(nián)來(lái)，裡(lǐ)氏硬度計(jì)被廣泛應用，它測試快(kuài)速，方便，測試值可(kě)自(zì)動轉換成布氏硬度值，因此得(de)到一定程度的應用。但(dàn)是裡(lǐ)氏硬度計(jì)采用的是動态硬度測試原理(lǐ)，影(yǐng)響儀器準确性的因素較多，對材料表面光(guāng)潔度的要求也很高，硬度值轉換的誤差也較大(dà)，因此，其精度盡管
常常高于簡易便攜式布氏硬度計(jì)和錘擊式布氏硬度計(jì)，但(dàn)是還(hái)要遠(yuǎn)低于常規的布氏和洛氏硬度計(jì)。好在模具鋼材對硬度測試的精度要求也不高。
一種新型PHB150及PHB300型便攜式布氏硬度計(jì)，這種儀器以剪力銷控制試驗力的大(dà)小，試驗力的誤差可(kě)控制在±2%以内。布氏硬度測試精度略低于台式布氏硬度計(jì)，而遠(yuǎn)高于上述幾種硬度計(jì)。儀器主要結構是一個C型框架，C型框架的開口尺寸是
當模具鋼塊的厚度大(dà)于
研制成功的PHR系列大(dà)型便攜式洛氏硬度計(jì)也可(kě)以用于模具鋼材的硬度檢測，供貨狀态的模具鋼硬度在187-285HBS之間，可(kě)以用洛氏硬度計(jì)的HRB及HRC标尺來(lái)測試。測試後經查表将洛氏硬度值換算成布氏硬度值，仍然具有相(xiàng)當高的精度。這種洛氏硬度計(jì)也是采用了一個C型架結構，C型架開口尺寸爲
完成了機(jī)械加工(gōng)的模具鋼材料要進行淬火(huǒ)回火(huǒ)處理(lǐ)，再經過精磨和抛光(guāng)就(jiù)可(kě)成爲成品模具。淬火(huǒ)回火(huǒ)處理(lǐ)後的模具硬度檢測更爲重要，因爲這時的材料硬度是一個非常重要的質量指标，它在很大(dà)程度上決定了成品模具的使用壽命。
淬火(huǒ)回火(huǒ)的模具鋼材料要求使用洛氏硬度計(jì)、測試HRC洛氏硬度。模具鋼成品需要具有足夠的硬度，同時還(hái)要有一定的韌性，而硬度和韌性是一對矛盾，爲了在具有合理(lǐ)韌性的條件(jiàn)下，便模具具有較高的硬度，最佳的硬度值就(jiù)會被限制在一個比較窄的範圍内，通常隻有2-3個HRC單位。
半成品模具的硬度測試是一個難于解決的問(wèn)題。一直沒有一個較爲理(lǐ)想的解決方案。隻有少數體(tǐ)積和重量較小的模具可(kě)以搬到台式洛氏硬度計(jì)上測試。而大(dà)多數情況下的通常做法是，在近似相(xiàng)同的工(gōng)藝條件(jiàn)下制作(zuò)一個工(gōng)藝試片，用工(gōng)藝試片的硬度代表模具的硬度，然而二者之間常常還(hái)存在較大(dà)的差異，這種方法也不夠理(lǐ)想。
裡(lǐ)氏硬度計(jì)爲半成品模具的硬度測試提供了一個解決方案，可(kě)以通過測試模具的裡(lǐ)氏硬度，然後換算成HRC洛氏硬度。盡管裡(lǐ)氏硬度計(jì)誤差較大(dà)，但(dàn)是還(hái)是目前模具行業應用最爲普遍的硬度測試方法，據了解，裡(lǐ)氏硬度計(jì)應用最廣泛的領域就(jiù)是模具行業。如(rú)前面所述，半成品模具合理(lǐ)的硬度範圍是比較窄的，裡(lǐ)氏硬度計(jì)不能滿足這樣的精度要求。但(dàn)是這就(jiù)是目前模具行業的現狀，沒有更好的解決辦法。
（國(guó)外同類儀器的最大(dà)尺寸隻有
許多模具真正需要測試硬度的型腔距模具邊緣要有一定的距離(lí)，爲了适應模具行業的這一特點，PHR系列大(dà)型洛氏硬度計(jì)在設計(jì)時特别加大(dà)了C型框架的深度，最大(dà)深度可(kě)達到
一些要求心部具有較高的韌性，表面不要具有效高硬度和耐磨性的模具，要進行表面的滲碳或滲氮處理(lǐ)，表面硬化處理(lǐ)的模具需要測試模具的表面硬度。
滲碳層通常較厚。當滲碳層厚度大(dà)于
滲碳層較薄時，例如(rú)0.2
滲氮層通常較薄，滲層厚度大(dà)于
硬度是模具鋼最重要的性能。模具的熱(rè)處理(lǐ)質量和使用性能通常都(dōu)是以硬度作(zuò)爲判斷的依據。爲了照(zhào)顧到韌性等其他(tā)性能，模具硬度的最佳範圍是一個比較窄的區間，通常隻有2-4個HRC單位。因此，如(rú)何能在現場使用便攜式儀器快(kuài)速、精确地測試模具硬度在模具制造和使用單位具有十分(fēn)重要的意義。它可(kě)以提升模具産品的質量，提升模具制造的技術(shù)水平，延長模具壽命。