为什么要对模具硬度检测？

   
在工业生产中，模具钢是模具工业的主体材料，模具的使用寿命和制成零件的精度、质量、外观性能，除与模具的设计技术、制造精度，以及机床精度和制造操作有关外，正确地选用模具材料和正确地执行热处理工艺也是至关重要的。模具的热处理质量和使用性能通常都以硬度作为判断的依据

   

硬度是模具材料和成品模具的重要性能指标。模具在工作时的受力状态是复杂的，如热作模具通常是在交变的温度场下承受交变应力作用，因此它应具有良好的阻止模具转变成较软或塑性状态的能力，并且在长期工作环境下仍保持模具的形状和尺寸精度不变。一般成品模具的硬度，冷作模具常选择在

59-60HRC

，热作模具常选择在

48HRC

左右。



   


耐磨性也是成品模具的重要性能指标。零件成形时金属和模具型腔表面发生相对运动，磨损了型腔表面，至使模具的尺寸形状、精度和表面粗糙度发生变化而失效。模具的耐磨性是由模具的热处理，特别是表面热处理决定的，评估模具耐磨性好坏的主要依据也是硬度。



 


   


模具钢用硬度计测试主要针对三种情况，即模具钢材料的硬度检测，经过热处理的半成品模具的检测硬度，要求高耐磨性的模具表面热处理后的表面硬度检测。

   

模具钢材料主要是经过锻造的钢板、钢块或钢棒，一般以退火状态供货。某些塑料模具钢还以预硬状态（调质处理）供货，用户可直接加工成模具而不必进行后续热处理。模具钢按钢种分类可分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢，中国标准对于各种模具钢都规定了出厂硬度要求，要求对钢材的退火硬度和试样淬火硬度进行检验。时代里氏硬度计被广泛应用，它测试快速，方便，测试值可自动转换成布氏硬度值，因此得到一定程度的应用。

   

完成了机械加工的模具钢材料要进行淬火回火处理，再经过精磨和抛光就可成为成品模具。淬火回火处理后的模具硬度检测更为重要，因为这时的材料硬度是一个非常重要的质量指标，它在很大程度上决定了成品模具的使用寿命。淬火回火的模具料要求使用洛氏硬度计，测试

HRC

洛氏硬度值。模具成品需要具有最佳的综合力学性能，既要有足够的硬度，同时还要有一定的韧性，而硬度和韧性是一对矛盾，为了在具有合理韧性的条件下，便模具具有较高的硬度，最佳的硬度值就会被限制在一个比较窄的范围内，通常只有

2-4

个

HRC

单位。



   


成品、半成品模具的硬度测试是一个难于解决的问题。一直没有一个较为理想的解决方案。只有少数体积和重量较小的模具可以搬到台式洛氏硬度计上测试。里氏硬度计为成品、半成品模具的硬度测试提供了一个解决方案，可以先测试模具的里氏硬度，然后再换算成

HRC

洛氏硬度。里氏硬度计测量是目前模具行业应用最为普遍的硬度测试方法，而且时代里氏硬度计应用最广泛的领域就是模具行业。如前面所述，成品、半成品模具合理的硬度范围是比较窄的，里氏硬度计不能满足这样的精度要求。但是这就是目前模具行业的现状，没有更好的解决办法。

   

对于进行了表面的渗碳、渗氮或激光淬火处理，表面硬化处理的模具需要测试模具的表面硬度。渗碳层通常较厚，当渗碳层厚度大于

0.8mm

时，可直接用洛氏硬度计，测试

HRC

硬度。当渗碳层厚度在

0.6-0.8mm

时，可以采用洛氏硬度计的

A

标尺。

A

标尺的试验力较小，只有

60kg

（

C

标尺试验力是

150kg

），可以在模具表面压一个较浅的压痕，不至于将硬化层压透，硬度测试更准确。测得的

HRA

硬度值可方便地通过查表换算成

HRC

硬度值。对于较薄的渗碳层或渗氮层，只要厚度大于

0.1mm

，都可以采用表面洛氏硬度计。表面洛氏硬度计的试验力只有

15kg

、

30kg

或

45kg

。表面洛氏硬度压痕更小，例如，模具硬度为

60HRC

时，表面洛氏硬度值为

90.6HR15N

，压痕深度等于（

100-90.6

）

X0.001mm=0.009mm

，这样的压痕肉眼几乎难于分辨。因此表面洛氏硬度计还可以测试成品模具，测得的硬度值也可以换算成

HRC

硬度值。



 


   


硬度是模具钢最重要的性能，为了照顾到韧性等其他性能，模具硬度的最佳范围是一个比较窄的区间，因此，如何能在现场使用时代便携式硬度计快速、精确地测试模具硬度在模具制造和使用单位具有十分重要的意义。它可以提升模具产品的质量，提升模具制造的技术水平，延长模具寿命。