怎么選擇塑料模具型腔及零部件用模具鋼材？
發(fā)布時間：2020-07-29 ?? 瀏覽次數(shù)：次
塑料模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑塊、鑲件、斜頂、側(cè)抽等，是與塑料直接接觸而成型制品的模具零部件。模具型腔及零部件的材質(zhì)直接關(guān)系到模具的質(zhì)量、壽命，決定著所成型塑料制品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量，必須十分慎重，一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)制品和模具的要求及特點選用。
㈠模具型腔及零部件用 模具鋼材的選用原則：
根據(jù)所成型塑料的種類、制品的形狀、尺寸精度、制品的外觀質(zhì)量及使用要求、生產(chǎn)批量大小等，兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項性能，同時考慮經(jīng)濟(jì)性以及模具的制造條件和加工方法，以選用不同類型的鋼材。
⒈對于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需選用高鏡面拋光性能的高檔進(jìn)口模具鋼材，如718（p20+ni類）、nak80（p21類）、s136（420類）、h13類鋼等，其中718、nak80為預(yù)硬狀態(tài)，不需再進(jìn)行熱處理；s136及h13類鋼均為退火狀態(tài)，硬度一般為hb160-200，粗加工后需進(jìn)行真空淬火及回火處理，s136的硬度一般為hrc40-50，h13類鋼的硬度一般為hrc45-55（可根據(jù)具體牌號確定）。
⒉對于制品外觀質(zhì)量要求高，長壽命、大批量生產(chǎn)的模具，其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下：
a) 型腔需選用高鏡面拋光性能的高檔進(jìn)口鋼材，如718（p20+ni類）、nak80（p21類）等，均為預(yù)硬狀態(tài)，不需再進(jìn)行熱處理。
b) 型芯可選用中低檔進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材，如618、738、2738、638、718等，均為預(yù)硬狀態(tài)；對生產(chǎn)批量不大的模具，也可選用國產(chǎn)塑料模具鋼或s50c、s55c等進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
⒊對于制品外觀質(zhì)量要求一般的模具，其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下：
a) 小型、精密模具型腔和型芯均選用中檔進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材。
b) 大中型模具，所成型塑料對鋼材無特殊要求，型腔可選用中低檔進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材；型芯可選用低檔進(jìn)口p20類鋼材或進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼s50c、s55c等，也可選用國產(chǎn)塑料模具鋼。
c) 對于蝕皮紋的型腔，當(dāng)蝕梨花紋時應(yīng)爭取避免選用p20+ni類的2738（738）牌號。
⒋對無外觀質(zhì)量要求的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，成型材料對模具鋼材亦無特殊要求的模具，其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下：
a) 對于大中型模具，型腔可選用低檔的進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材，也可選用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼s55c、s50c或國產(chǎn)p20或p20+ni類塑料模具鋼；型芯可選用進(jìn)口或國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
b) 對于小型模具，若產(chǎn)量較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，型腔可選用低檔的進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材，也可選用國產(chǎn)p20或p20+ni類塑料模具鋼；型芯可選用國產(chǎn)塑料模具鋼。
c) 對于結(jié)構(gòu)較簡單，產(chǎn)量不高的小型模具，型腔型芯均可選用國產(chǎn)塑料模具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
⒌對于成型含氟、氯等有腐蝕性的塑料和各類添加阻燃劑塑料的模具，若制品要求較高，可選用進(jìn)口的耐蝕鋼，要求一般的可選用國產(chǎn)的耐蝕鋼。
⒍對于成型對模具鋼材有較強(qiáng)摩擦、沖擊性塑料的模具，例如用來注射尼龍+玻璃纖維料的模具，需選用具有高耐磨、高抗熱拉強(qiáng)度及高韌性等優(yōu)點的進(jìn)口或國產(chǎn)h13類鋼材。
⒎成型鑲件一般與所鑲?cè)氲牧慵x用相同材料。對于模具較難冷卻的部分或要求冷卻效果較高的部分，鑲件材料應(yīng)選用鈹青銅或合金鋁。
⒏對于模具中參與成型的活動部件材料選擇原則如下：
a) 透明件應(yīng)選用拋光性好的高檔進(jìn)口鋼材，如718、nak80等。
b) 非透明件，一般應(yīng)選用硬度和強(qiáng)度較高的中檔進(jìn)口鋼材，如618、738、2738、638、318等，表面進(jìn)行氮化處理，氮化層深度為0.15-0.2mm，硬度為hv700-900。
c) 若模具要求較低，也可選用低檔進(jìn)口鋼材或國產(chǎn)鋼材，氮化處理硬度一般為hv600-800。
㈡常用的 模具鋼材性能及用途
⒈p20類模具鋼材（預(yù)硬塑料模具鋼）：
參考成分(%)：c:0.28-0.40；si:0.20-0.80；mn:0.60-1.00；cr:1.40-2.00；mo:0.30-0.55；ni:≤0.25；
國標(biāo)鋼號：3cr2mo
⑴瑞典一勝百assab 618：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hb280~320；性能及用途：具有良好的拋光和切削加工性能，廣泛應(yīng)用于熱塑性塑料的注射模（一般用于中小型模具，可焊性一般）。
⑵日本大同(daido steel)px4、px5: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc30~33；性能及用途：具有良好拋光性能，以焊接開裂敏感性低的成分平衡設(shè)計，焊接性能大幅度改善，用于大型鏡面模具，如汽車尾燈、前擋板以及攝象機(jī)、家用電器殼體等。px5焊接性能、蝕紋性能較好，但易出加工砂眼，氮化性能一般（高光時）。
⑶德國葛利茲(groditz)w.1.2311：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：用于大型優(yōu)質(zhì)長期生產(chǎn)塑料模具，適合制造電視機(jī)殼、冰柜、洗衣機(jī)、水桶等模具。
⑷德國德威gsw-2311: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc31~34；性能及用途：電蝕加工性能好，用于大中型鏡面塑料模具。
⑸奧地利百祿(bohler)m202：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：屬p20類，但碳、錳含量偏高。可進(jìn)行電蝕加工，用于家電和汽車用塑料模具。
⑹法國阿塞洛(arcelor)sp300：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：具有良好的加工工藝性，拋光性和皮紋加工性，用于大而厚的塑料模具。
⑻國產(chǎn)p20(3cr2mo,撫順特鋼ft61): 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc30~36；性能及用途：淬透性高，綜合力學(xué)性能好，拋光性能好，用于大中型復(fù)雜精密模具型腔、型芯、滑塊、鑲件等。
⒉p20+ni類模具鋼材（預(yù)硬鏡面塑料模具鋼）：
參考成分(%)：在p20的基礎(chǔ)上加入1%左右的ni；
國標(biāo)鋼號：3cr2nimo或3cr2nimnmo
⑴瑞典一勝百assab 718(uddeholm impax hh)：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hb290~370；性能及用途：具有高淬透性，良好的拋光性能、電蝕加工性能和皮紋加工性能，適用于大型鏡面塑料模具。
⑵日本大同(daido steel)pac5000: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc36~39；性能及用途：硬度為36~39hrc的預(yù)硬鋼,可直接刻模加工后付諸使用；組織及硬度均一,鏡面可達(dá)#5000水平；采用焊接開裂敏感性較低的成分設(shè)計,焊接性良好。
⑶德國葛利茲(groditz)w.1.2738：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc29~35；性能及用途：材質(zhì)硬度均勻；拋光性能優(yōu)良；機(jī)械加工性能良好；有良好的淬火回火熱處理性能；可施以氮化；適合表面處理（如：鍍鉻）。適合大型的塑料模具，特別是厚度大于mm，其淬透性及均勻度良好；大型塑料模具、模座；壓鑄模架。
⑷德國葛利茲(groditz)w.1.2711：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc32~40；性能及用途：①油淬及氣淬塑料模具鋼，有良好的淬透性；②良好的韌性；③抗熱性能良好，適于冷作工具用途；④適于表面處理（如：鍍鉻）；⑤有良好的拋光性能。適用于：①壓制模具、模架、支撐工具；②需高硬度大型模具。。
⑸德國德威gsw-2738: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc32~35；性能及用途：硬度均勻，切削性能和拋光性能較好，變形較小，用于大中型高韌性高拋光度模具，但可焊性一般，蝕紋易出現(xiàn)“梨花紋”。
⑹德國德威gsw-2711: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc35~38；性能及用途：高強(qiáng)度、高韌性、高光整度塑料模具鋼，具有良好的精光性能，適用于大中型及復(fù)雜塑料模具。
⑺奧地利百祿(bohler)m238：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc31~34；性能及用途：碳、錳含量偏高，鏡面拋光性能好，可進(jìn)行電蝕加工。
⑻法國阿塞洛(arcelor)sp2738：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：具有良好的加工工藝性，拋光性和皮紋加工性，用于大而厚的塑料模具。
⑼法國usinor clc2738：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：淬透性高，硬度均勻，具有良好的拋光、電蝕加工和皮紋加工性能，適于滲氮，用于大中型鏡面塑料模具。
⑽國產(chǎn)718(3cr2nimo,撫順特鋼3cr2nimnmo ,ft62): 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc29~34；性能及用途：淬透性高，綜合力學(xué)性能好，拋光性能好，用于特大型、大型復(fù)雜精密模具型腔、型芯。
⒊p21類模具鋼材(時效硬化塑料模具鋼)
⑴日本大同(daido steel)nak55、nak80: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc37~43；性能及用途：高硬度鏡面模具鋼，用于高精度鏡面模具。nak55切削加工性能好，nak80具有優(yōu)良的鏡面拋光性能
⑵韓國重工(株)ham-10：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬hrc37~42；性能及用途：析出型硬化鋼，具有優(yōu)良的鏡面拋光性能，用于塑料透明部件（如汽車燈具、冰箱抽屜等）模具。
⑶國產(chǎn)nak80(撫順特鋼10ni3mncual,zft08,亦稱pms鋼)：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc36~43；性能及用途：時效硬化鋼，表面至中心硬度均勻；電蝕(電火花)加工性能優(yōu)良；由于是經(jīng)過特殊熔煉，所以具有優(yōu)良的鏡面拋光性能及蝕刻加工性能，用于有鏡面要求的塑料透明部件（如攝像機(jī)、收音機(jī)、音響設(shè)備、透明罩及膠片等）模具。
⒋420類模具鋼材(耐腐蝕鏡面塑料模具鋼)：
參考成分(%)：c:0.30~0.40；cr:12.0~14.0；si:≤1.20；mn:≤1.25；ni:≤0.60。
國標(biāo)鋼號：3cr13或4cr13
⑴瑞典一勝百assab s136(uddeholm stavax esr)：出廠狀態(tài)及參考硬度：退火215hb或預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：耐蝕性好，淬回火后有較高硬度，拋光性好。用于耐腐蝕性和要求較高的塑料模具。
⑵日本大同(daido steel)s-star: 出廠狀態(tài)及參考硬度：退火215hb或預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：具有高耐蝕性、高鏡面拋光性，熱處理變形小，用于耐蝕鏡面精密模具。
⑶德國葛利茲(groditz)w.1.2083 esr：出廠狀態(tài)及參考硬度：退火225hb或預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：①高光潔度；②良好的耐腐蝕性、耐磨性及機(jī)械加工性能；③淬透性質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，變形率低；④淬硬與回火狀態(tài)后的拋光性能為***佳；⑤抗熱應(yīng)力疲勞性能良好；⑥材質(zhì)均勻，高清凈度。適用于：①防腐蝕需求，含酸性塑料，例如：pvc；②醫(yī)療器械模具；③光學(xué)儀器模具，例如：光盤、透鏡等；④耐磨損模具。
⑷德國德威gs-083: 出廠狀態(tài)及參考硬度：退火230hb或預(yù)硬hrc30~35；性能及用途：用于抗腐蝕塑料模具。
⑸奧地利百祿(bohler)m310：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc31~34；性能及用途：用于有防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
⑹韓國重工(株)hems-1a：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc23~33；性能及用途：具有高鏡面拋光性能，用于彩管玻殼、pvc底盤等模具。
⑺國產(chǎn)s136(3cr13或4cr13,撫順特鋼ft64): 出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至235hb或預(yù)硬hrc30~36；性能及用途：機(jī)械加工性能好，經(jīng)熱處理（淬火+回火）后具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能、較高的強(qiáng)度和耐磨性，適宜制造承受高負(fù)荷、高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等，但補(bǔ)焊性能較差。
⑻國產(chǎn)fs136(4cr13siniv,撫順特鋼研發(fā)生產(chǎn)): 出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至235hb或預(yù)硬hrc30~36；性能及用途：在國產(chǎn)s136(4cr13)的基礎(chǔ)上，微調(diào)v、ni含量，優(yōu)化合金配料，有效提高鋼材純凈度，較大幅度降低s、p含量，鋼錠經(jīng)均勻化處理，改善合金成分的均勻性，成品鋼材經(jīng)高溫回火作為***終熱處理，軟化硬度，改善組織，有效提高了耐腐蝕性能和鏡面拋光性能。適用于耐腐蝕性和鏡面拋光要求較高的塑料模具。
⒌高抗腐蝕類模具鋼材：
⑴日本大同(daido steel)g-star: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc31~34；性能及用途：耐腐蝕性優(yōu)良（屬于馬氏體系不銹鋼）；被切削性優(yōu)良（易切削不銹鋼）；出廠硬度達(dá)33hrc，可直接使用；經(jīng)淬火回火達(dá)高硬度化：48hrc（1030℃淬火）。主要用途:光盤用模胚；要求耐腐蝕的模板；怕生銹的有冷卻水孔模板；可取代鍍鉻模具；nak，px5的要求耐腐蝕的模腔。
⑵日本大同(daido steel)440c-esr: 出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至269hb，可淬火回火至hrc 54~58；性能及用途：品質(zhì)穩(wěn)定（采用esr特殊熔煉）；耐磨損優(yōu)良（熱處理硬度：56hrc）；耐腐蝕性優(yōu)良（屬于馬氏體系不銹鋼）。主要用途：既要求耐磨損又要求耐腐蝕性的塑料模具鋼；半導(dǎo)體ic封口用塑料模具鋼；要求耐銹蝕模具配件。。
⑶法國usinor clc2316h：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬hrc30~34；性能及用途：優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能，高的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性，用于耐腐蝕和需鏡面拋光的模具。
⑷德國葛利茲(groditz)w.1.2316 esr：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc29~34；性能及用途：①調(diào)質(zhì)預(yù)硬塑料模具鋼；②高光潔度；③優(yōu)良的耐腐蝕性；④優(yōu)良的拋光性；⑤良好的耐磨性、韌性；⑥抗熱應(yīng)力疲勞性能良好；⑦材質(zhì)均勻，高清凈度。適用于抗高酸性能的工模具。
⑸德國德威gsw-2316: 出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬至hrc31~34；性能及用途：具有優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能，用于高防腐蝕及需鏡面拋光的模具。
⑹奧地利百祿(bohler)m300：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬hrc31~34；性能及用途：用于高防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
⑺國產(chǎn)3cr17mo(高耐腐蝕超鏡面塑料模具鋼，撫順特鋼研發(fā)生產(chǎn))：出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至285hb或預(yù)硬至hrc30~36；性能及用途：真空精煉加電渣重熔工藝，鋼質(zhì)純凈，耐磨性能高；適用于高防腐蝕及需要鏡面拋光的模具，特別適合pvc產(chǎn)品模具。
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