材料本身所具有的性能,必须通过正确的热处理手段来达到。只有良好的热处理手段,才能实现我们预想的性能期望。根据塑封模具材料性能要求,塑封模热处理手段主要是高温淬火、深冷处理、高温回火,并多次反复,通过这些不同的处理,达到最佳的模具性能。
1、高温淬火
为了提高材料的刚性和耐磨损性,一般材料均需加热到1030℃以上。高温下,各种合金元素充分溶解于奥氏体内,以便在淬火时获得高的基体硬度,同时为了保证零件不发生脱碳氧化,相应采用了真空处理。目前半导体行业内使用的高速率气淬淬火炉,可以在高真空条件下通过氮气保护对工件进行加热,既保证了工件的脱碳氧化,又防止了合金元素的蒸发。同时采用200-500Kpa范围内可调节气体压力,对工件进行淬火冷却,在保证工件充分淬透的同时又减少了变形。
2、深冷处理与高温回火
高合金钢在淬火后,由于其马氏体转变点(Ms点)均高于室温,为了提高硬度,保证尺寸稳定性,通常要进行深冷处理和高温回火,以保证残余奥氏体充分转变为稳定的回火马氏体。我们将经过真空淬火后的工件,在室温至100℃之间进行校正,然后放入-140℃的深冷处理箱中进行深冷。工件在不出炉的情况下,可以在-140℃至230℃之间进行冷热循环,保证工件不会因为进出炉而产生变形或开裂。同时由于采用氮气保护也避免了工件在回火中的氧化开裂。目前对于D2类材料,我们通常在深冷设备中直接完成-140℃深冷至230℃回火的3次循环。对于高于230℃回火的钢种如SAM97、ELmax、ASP23等,我们采用了真空回火炉,在抽真空后,加入99.999%的高纯氮气作为介质,通过吹风方向的改变来形成对流,保证了工件的温度均匀性,同时节省了回火时间。
3、其它辅助手段
在(zai)(zai)提高(gao)了(le)(le)(le)淬(cui)火回火及深冷处理(li)质(zhi)量(liang)的同(tong)时,我们同(tong)时对(dui)工(gong)件(jian)的其(qi)它环节给(ji)予了(le)(le)(le)充(chong)分(fen)的重视,过去(qu)认(ren)为的热处理(li)工(gong)件(jian)洁(jie)(jie)净(jing)度与处理(li)无关的观点已经被(bei)抛弃(qi),增(zeng)加(jia)(jia)洁(jie)(jie)净(jing)预处理(li)。即(ji)将未(wei)入(ru)炉零件(jian),通过真空清洗机(ji)进行真空去(qu)油(you)、脱(tuo)脂、干(gan)燥(zao)。去(qu)除(chu)了(le)(le)(le)工(gong)件(jian)的各类加(jia)(jia)工(gong)油(you)污和(he)(he)碎屑,保证了(le)(le)(le)入(ru)炉工(gong)件(jian)不会(hui)带入(ru)其(qi)它杂质(zhi),避免了(le)(le)(le)在(zai)(zai)高(gao)温加(jia)(jia)热时杂质(zhi)分(fen)解(jie),污染炉内(nei)环境(jing)和(he)(he)工(gong)件(jian)本身,从微(wei)观上(shang)保证了(le)(le)(le)工(gong)件(jian)的组(zu)织(zhi)洁(jie)(jie)净(jing)度和(he)(he)处理(li)质(zhi)量(liang)的完(wan)美性,提高(gao)了(le)(le)(le)工(gong)件(jian)的使(shi)用寿命。