S136（以及其改进型S136 H，出厂预硬至约HRC 30-33）是一种高纯度、高耐腐蚀的镜面塑料模具钢。其热处理后的加工（通常指淬火+低温回火至HRC 48-52的状态）需要特别谨慎的方法和策略，因为材料此时硬度极高、脆性大，且价格昂贵，加工失误代价高。

以下是S136模具钢在最终热处理（淬火回火）后的完整加工指南。

核心原则

热处理后（高硬度状态）的S136，只能进行“精加工”或“微调”，目标是去除极少量材料以达到最终尺寸和表面光洁度，绝不能进行“粗加工”或“大量切削”。

一、 热处理后的主要加工工序

通常，模具的加工流程会安排为：

毛坯 → 粗加工（留余量）→ 热处理（淬火回火）→ 精加工（电加工/磨削）→ 抛光

热处理后的精加工主要包括：

1. 精密磨削：最关键、最常用的方法。

2. 电火花加工：适用于复杂型腔、深槽、清角。

3. 少量精密铣削/雕刻：仅适用于特殊刀具和极浅的加工。

4. 抛光：达到镜面效果的最后步骤。

二、 各加工方法的详细工艺参数

1. 精密磨削

这是热处理后最主要的成型和光整方法。

• 砂轮选择：

• 材质：必须选用金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮。普通氧化铝或碳化硅砂轮效率极低，无法有效磨削高硬度的S136。

• 粒度：粗磨选用较粗粒度（如80#-120#），精磨和光磨选用细粒度（如220#-600#或更高）。

• 结合剂：树脂结合剂或金属结合剂。

• 磨削参数：

• 线速度：保持砂轮制造商推荐的标准线速度。

• 进给量：必须采用小切深、快进给。单次切深通常不超过0.005-0.02mm。大切深会引起烧伤和裂纹。

• 冷却液：必须使用充足、清洁的冷却液（最好是专用的合成或半合成磨削液）。这是防止工件表面烧伤（产生“磨削变质层”）和微裂纹的关键。冷却液要直接喷射到磨削点。

• 操作要点：

• 机床刚性要好，避免振动。

• 砂轮必须勤修整，保持锋利。

• 避免在局部区域长时间停留，以防过热。

2. 电火花加工

用于加工磨床难以完成的复杂几何形状。

• 电极材料：首选纯铜或石墨。石墨电极损耗小、速度快，是常用选择。

• 电参数设置：

• 采用精加工模式，使用较小的电流、较短的脉冲宽度。

• 追求稳定性而非速度，以防止工件表面产生“电火花白层”（一个硬而脆的再凝固层，深度可达0.01-0.03mm）。

• 后续处理：

• 电加工后，表面会留下一层白层/变质层，必须将其去除，因为它是微裂纹的起源，并严重影响抛光性和耐腐蚀性。

• 去除方法：采用软质磨石、油石进行手工精研，或者进行轻微的“混粉”镜面放电，最后再进行抛光。

3. 精密铣削（非常谨慎地使用）

仅在万不得已、且加工量极小时使用。

• 刀具：必须使用整体硬质合金涂层刀具，刀具刚性必须极好。

• 参数：

• 高转速、小吃深、快进给。

• 切深（ap）通常小于0.1mm，甚至0.05mm以下。

• 采用顺铣方式，以改善表面质量和刀具寿命。

• 风险：极易导致刀具崩刃、工件崩角。不推荐作为主要手段。

4. 抛光（达到镜面的关键）

这是S136发挥其高纯净度、高镜面性优势的最终步骤。

• 步骤：遵循从粗到细的顺序。

1. 油石打磨：去除机加工痕迹。从粗粒度（如400#）逐步过渡到细粒度（如1200#）。

2. 钻石膏研磨：使用钻石研磨膏和软质工具（如竹木、铜、纤维）进行研磨。顺序一般为：3μm → 1μm → 0.5μm。

3. 抛光：使用更细的钻石膏（如0.25μm, 0.1μm）和专用抛光布、抛光液进行最终镜面抛光。

• 关键：

• 每一道工序都必须彻底清除上一道工序的痕迹和磨料。

• 抛光方向应一致或呈有规律的角度变化。

• 保持工具和工件清洁，防止硬质颗粒划伤表面。

三、 加工前的必要步骤：消除应力退火

这是至关重要且常常被忽视的一步！

• 原因：淬火回火后，工件内部存在巨大残余应力。任何加工（特别是电火花、磨削）都会打破应力平衡，导致工件变形、尺寸失稳，甚至在加工后或使用中开裂。

• 工艺：在精加工开始前，进行一次 “低温去应力退火”。

• 温度：低于最终回火温度约20-30°C。例如，如果最终回火温度是250°C，则去应力退火温度设为 220-230°C。

• 时间：保温2-4小时（视工件大小）。

• 冷却：炉冷或随炉冷却至室温。

• 效果：能释放约30-50%的加工应力，极大提高后续加工的尺寸稳定性和安全性。

四、 注意事项总结

1. 先应力消除，后精加工：务必在热处理后、精加工前进行低温去应力退火。

2. 以磨代切：精加工以精密磨削为主，电火花为辅，尽量避免铣削。

3. 充分冷却：磨削时充足的冷却液是生命线，防止烧伤。

4. 去除变质层：电加工或磨削后，必须去除表面的白层/烧伤层，才能开始抛光。

5. 清洁至上：从磨削到抛光的每一步，清洁都至关重要，任何硬质颗粒都会毁掉镜面。

6. 工具专用：使用针对高硬度模具钢的专用工具（金刚石/CBN砂轮、硬质合金刀具）。