淺析模具硬度測試的重要性
模具鋼是模具工業(yè)的主體材料，模具的使用壽命和制成零件的精度、質(zhì)量、外觀性能，除與模具的設(shè)計技術(shù)、制造精度，以及機床精度和制造操作有關(guān)外，正確地選用模具材料和正確地執(zhí)行熱處理工藝也是至關(guān)重要的。模具的熱處理質(zhì)量和使用性能通常都以硬度作為判斷的依據(jù)硬度是模具材料和成品模具的重要性能指標。模具在工作時的受力狀態(tài)是復(fù)雜的，如熱作模具通常是在交變的溫度場下承受交變應(yīng)力作用，因此它應(yīng)具有良好的阻止模具轉(zhuǎn)變成較軟或塑性狀態(tài)的能力，并且在長期工作環(huán)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，冷作模具常選擇在62HRC左右，熱作模具常選擇在50HRC左右。
耐磨性也是成品模具的重要性能指標。零件成形時金屬和模具型腔表面發(fā)生相對運動，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(fā)生變化而失效。模具的耐磨性是由模具的熱處理，特別是表面熱處理決定的，評估模具耐磨性好壞的主要依據(jù)也是硬度。
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(jīng)過熱處理的半成品模具的檢測硬度，要求高耐磨性的模具表面熱處理后的表面硬度檢測。模具鋼材料主要是經(jīng)過鍛造的鋼板、鋼塊或鋼棒，一般以退火狀態(tài)供貨。某些塑料模具鋼還以預(yù)硬狀態(tài)（調(diào)質(zhì)處理）供貨，用戶可直接加工成模具而不必進行后續(xù)熱處理。模具鋼按鋼種分類可分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼，中國標準對于各種模具鋼都規(guī)定了出廠硬度要求，要求對鋼材的退火硬度和試樣淬火硬度進行檢驗。完成了機械加工的模具鋼材料要進行淬火回火處理，再經(jīng)過精磨和拋光就可成為成品模具。淬火回火處理后的模具硬度檢測更為重要，因為這時的材料硬度是一個非常重要的質(zhì)量指標，它在很大程度上決定了成品模具的使用壽命。淬火回火的模具料要求使用洛氏硬度計，測試HRC洛氏硬度值。模具成品需要具有最佳的綜合力學(xué)性能，既要有足夠的硬度，同時還要有一定的韌性，而硬度和韌性是一對矛盾，為了在具有合理韌性的條件下，便模具具有較高的硬度，最佳的硬度值就會被限制在一個比較窄的范圍內(nèi)，通常只有2-4個HRC單位。
對于進行了表面的滲碳、滲氮或激光淬火處理，表面硬化處理的模具需要測試模具的表面硬度。滲碳層通常較厚，當滲碳層厚度大于0.8mm時，可直接用洛氏硬度計，測試HRC硬度。當滲碳層厚度在0.6-0.8mm時，可以采用洛氏硬度計的A標尺。A標尺的試驗力較小，只有60kg（C標尺試驗力是150kg），可以在模具表面壓一個較淺的壓痕，不至于將硬化層壓透，硬度測試更準確。測得的HRA硬度值可方便地通過查表換算成HRC硬度值。對于較薄的滲碳層或滲氮層，只要厚度大于0.1mm，都可以采用表面洛氏硬度計。表面洛氏硬度計的試驗力只有15kg、30kg或45kg。表面洛氏硬度壓痕更小。
硬度是模具鋼最重要的性能，為了兼顧到韌性等其他性能，模具硬度的最佳范圍是一個比較窄的區(qū)間，因此，如何精確地測試模具硬度在模具制造和使用單位具有十分重要的意義。它可以提升模具產(chǎn)品的質(zhì)量，提升模具制造的技術(shù)水平，延長模具壽命。
