模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具,在制造模具时用到的材料范围很广,其中应用最广的就是模具钢,从—般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢直到适应特殊模具需要的马氏体时效钢以及粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。塑料模具钢,也就是在塑料制作过程中所用到的模具钢。近年来,塑料制品行业发展迅猛,对塑料模具钢的需求量越来越大。一般来说,模具钢的材质好坏会直接影响到塑料制品的品质。本文主要对塑料模具钢做一个讲解,并对其选材原则进行总结,有兴趣的小伙伴跟着小编一起来了解吧。
根据模具钢的使用情况不同,合理的选择钢材是首要条件。 塑料模具钢应该满足以下几点要求: 机械加工性能优良 塑料模型腔、型芯形状复杂,深孔、深槽、窄缝较多,钢材必须具有易切削性能。 抛光性能优良 塑料模型腔允许的表面粗糙度极小,几乎都要求做到镜面光泽,故钢材组织应均匀致密,夹杂物极少,镜面抛光硬度应不低于HRC38,一般为HRC40~46,最佳为HRC55。 良好的表面腐蚀加工性 塑件表面有许多花纹,如皮革、绸纹、布纹、精细图案等,要求钢材质地细而均匀,否则腐蚀的效果不佳。 耐磨损、耐热 成型零件受到熔的冲刷和热交变负荷,材料的耐疲劳性和耐磨性要好。 淬透性好、变形小 一般热塑性塑料模采用调质、预硬化等处理即可,而热固性塑料模必须淬硬。 电火花加工性好 塑料模型腔常采用放电加工,加工后表面硬化层要浅,以便抛光。 耐腐蚀性 某些塑料(如PVC)有腐蚀性,模具钢必须具有耐腐蚀性。 较好的焊接性能 型腔加工或旧模修复时难免需要补焊,因此模具钢要有较好的焊接性能(硬化、开裂、变形等)。 2、成型零件用钢 (1)通用模具钢 (2)专用模具钢 依据一:塑件的生产批量 模具寿命——塑件成本——预计产量——市场; 批量小,对钢材要求可低些; 批量大,必须选优质钢材,确保足够的模具寿命。 依据二:塑件的尺寸精度 塑件精度50%取决于模具,模具制造精度和耐磨损性决定了制品的精度和模具寿命; 对于高精度(MT3~4)和超高精度(MT1~2)的塑件,既使产量很低,也应选用优质模具钢。 依据三:塑件的复杂程度 塑件越复杂、成型零件加工越难,零件加工变形也可能越大,应选择切削性能优良的钢材。 依据四:塑件的尺寸大小 塑件越大,成型零件加工量越大,选择易切削钢较有利; 塑件尺寸越大,模具零件的刚度、强度要求也高,选用模具钢的综合性能要好。 依据五:塑件的外观要求 塑件如为外观装饰件,对表面质量和纹饰要求高,应选用表面抛光性能和纹饰加工性能优良的模具钢,钢材质地要好; 透明件或光学器件:模具钢材质均匀性和表面镜面抛光性要好。 依据六:塑件材质类型 不同的塑料材质具有不同的成型性能,如有腐蚀性材料,应选用耐腐蚀的模具钢; 有增强填料的塑件,应选用高强度、耐磨性好的模具钢。 用途 代表的塑料及制品 模具要求 适用钢材 一般热塑性与热固性塑料 一般 ABS 电视机壳、音响设备 高强度 耐磨损 55、40Cr、P20、SM1、SM2、8CrMn PP 电扇扇叶、容器 表面有花纹 ABS 汽车仪表盘 化妆品容器 高强度、耐磨损光刻性 PMS、20CrNi3MoAl 透明件 PMMA AS 唱机罩、仪表罩 汽车灯罩 高强度、耐磨损抛光性 5NiSCa、SM2、PMS、P20 增强塑料 热塑性 POM PC 工程塑料制品 电动工具外壳 高耐磨性 65Nb、8CrMn、PMS、SM2 热固性 酚醛 环氧 齿轮等 65Nb、8CrMn、06NiTi2Cr、06Ni6CrMoVTiAl 阻燃型塑料 ABS加阻燃剂 电视机壳、收录机壳显示器壳 耐腐蚀 PCR 聚氯乙烯 PVC 阀门管件、门把手 强度及耐腐蚀 38CrMoAl、PCR 光学透镜 PMMA PS 照相机镜头 放大镜、眼镜片 抛光性及防锈性 PMS、8CrMn、PCR 模具寿命/万件 选用钢材 10~20 45、55、40Cr 30 P20、5NiSCa、8CrMn 60 P20、5NiSCa、SM1 80 P20、8CrMn淬硬 120 SM2、PMS 150 PCR、LD2、65Nb 200以上 65Nb、06Ni7Ti2Cr、06Ni6CrMoVTiAl、 25CrNi3MoAl氮化、012Al氮化 一胜百ASSAB、百禄BOHLER 大同特殊钢DAIDO,日立金属HITACHI、不二越NACHI、山阳特殊钢SANYO 熔炉斯伯CRUCIBLE、奥伯杜瓦Aubert&Duval 、布德鲁斯buderus 、撒斯特、鲁奇尼 钢的名称 JIS代号举例 相当GB牌号 一般结构用压延钢 SS400 Q235 机械结构用碳素钢 S45C 45 铬锰钼钢 SCM435 35CrMo 镍铬钼钢 SNCM220 20CrNiMo 碳素工具钢 SK3 T10 合金工具钢 SKS3 9CrWMn 合金工具钢 SKD11 Cr12Mo1V1 高速钢 SKH51 W6Mo5Cr4V2 高碳素铬轴承钢 SUJ2 GCr15 不锈钢 SUS304 0Cr18Ni10 灰口铸铁 FC250 HT250名称 特点 Q235 最为经济的钢,用于注射模的动模、定模座板、垫块;压缩模的盖板等。 45钢 产量最大用途最广的钢,用于推杆固定板、侧滑块及导滑槽等;形状简单的型芯和型腔,但寿命只有5~8万,抛光性能差,难以达到Ra0.4以上。 55钢 用于形状简单、塑件精度中等的模具,产量大的吹塑模,以及注射模的推板、侧滑块、楔紧块、凹模套、复位杆、推杆、型芯固定板、支承板等。 40Cr钢 为用途广泛的中碳低合金钢,用于形状不太复杂的中小型注射模、小型芯、推杆,各种脱模机构零件,可淬硬和调质处理。 T7A、T8A 用于导柱、导套、斜销、方销、推杆、耐磨垫片、热固性压模承压垫及需淬硬到HRC45以上的零件,也可用于形状简单的压模型腔、型芯。 名称 特点 CrWMn 为微变形合金钢,用于热固性压模要求热处理变形小的零件,缺点为容易发生网状碳化物,不耐冲击。 9Mn2V 用于热固性压缩模、传递模、注射模,热处理性能较好。 5CrMnMo 中等耐热性能,用于较大尺寸塑料模镶块、淬火变形小,可用于热作模具,但抛光性差。 9CrSi 用于热固性塑料模型芯镶块,热处理性能较好。 CrMn2SiWMoV 用于热固性塑料注射模的复杂型芯、嵌件等,可以淬硬空冷而微变形。 20CrMnTi 用于小形精密型腔嵌件,可以用渗碳增加表面硬度,提高耐磨性。 38CrMnAl 用于制造PVC、PC等成型有腐蚀性气体产生的注射模,可作氮化处理,调质硬度可达HRC28~32,氮化表面HV1000。