采用碳钢或合金工具钢材质、进行过热处理的模具零部件,在模具实际用于注塑成型一段时间后,可能会出现翘曲、变形或尺寸略有增加的现象。
这种随着时间的推移而导致尺寸出现紊乱的现象,称为“经时变化”或“老化,aging”。
众所周知,碳钢和合金工具钢发生经时变化的主要原因,是淬火时残留的奥氏体组织转变为马氏体组织时发生体积膨胀。
淬火是在淬火温度(约800℃,因钢种而异)下进行急速冷却,使奥氏体组织转变为马氏体组织的过程。
急速冷却是在水、油、盐浴等中进行,如果温度低于0℃,则可以促进马氏体形成,但如果没有达到这一温度条件,则马氏体组织中会残留少量奥氏体组织。这种残留的物质,称为“残留奥氏体”。
如上所述,已知残留奥氏体会随着时间的推移逐渐转变为马氏体,在这一过程中,其体积会发生膨胀。因此,可以认为残留奥氏体的量越多,则经时变化存在增大的趋势。
为了减少残留奥氏体,用氯氟烃(出于环保考虑,不推荐使用氟利昂)等冷媒创造出最低可达-80℃左右的低温环境,然后在这一环境中进行急速冷却的“深冷处理,subzero cooling”是有效手段。
如果使用液氧或液氮,则能够达到-180~-190℃,但由于成本较高,所以只在特殊情况下使用。
因此,对于不希望其发生经时变化的零件,建议进行深冷处理。
但是,深冷处理钢材在残留奥氏体较少的同时,硬度会增加,内部应变也会增加,因此需要进行适当的回火工艺处理。(回火处理条件的推荐值因钢种而异)