塑料模具钢的性能要求及分类

塑料模具钢的使用功能要求及分类

随着塑料产品需求的进步和应用领域的扩大，对塑料模具提出了越来越高的要求，促进了塑料模具的持续发展，也推动了塑料模具钢的快速发展，主要体现在塑料模具钢的发展，但塑料模具数据仍以钢为主。据统计，我国塑料模具钢占所有模具钢的一半以上。合理选择塑料模具钢和热处理工艺 对保证塑料模具质量、提高塑料模具使用寿命、降低生产成本具有重要作用。

⒈塑料模具的工作条件

塑料模具按照成型固化不同能够分为热固性成型塑料模和热塑性成型塑料模。热固性成型塑料模，如压塑模，工作时塑料呈固态粉末料或预制坯料，参加型腔并在必定温度下经热压成型。热塑性成型塑料模，如打针模、揉捏模，工作时塑料在粘流状态下经过打针、揉捏等方法进入型腔并加工成型。

⒉塑料模具故障分析

⑴磨损失效；⑵塑性变形失效；⑶断裂失效

⒊塑料模具数据的功能要求

⑴塑料模具数据的使用功能要求

①硬度和耐磨性高；②一定的耐热性和耐腐蚀性；③规模稳定性突出；④优异的导热性 。

⑵塑料模具数据的工艺功能要求

①切削加工性能突出；②冷压成型性能突出；③热处理工艺；④焊接功能 。

⒋塑料模具钢的功能及分类

塑料模具钢的热处理工艺要求具有以下特点。

① 保证硬度适中，韧性突出。

② 确保淬火变形小。

③ 模具热处理时，应特别注意保护型腔外观，避免各种热处理缺陷。

④ 热固性塑料模具在受热和压力条件下工作时间长，热处理应具有较高的抗坠落能力。

⑴渗碳塑料模具钢

①渗碳塑料模具钢的功能

渗碳塑料模具钢首要应用于冷揉捏成型塑料模具，一般要求含碳量较低，含碳量为0.1%～0.25%，一起参加钢中Cr、Ni为了提高钢的淬透性，对铁素体的固溶强化作用也很小Si元素的含量应尽可能低。冷揉成型后，这种钢一般需要渗碳、淬火和回火，可以使模具腔的外观具有较高的硬度和耐磨性，达到外观硬度58～62HRC，中心部分韧性好。

②渗碳塑料模具钢品种

碳素渗碳钢和合金渗碳钢是我国常用的渗碳塑料模具钢品种，前者有10、20钢，后者有20Cr、12CrNi3A、20Cr2Ni4、2CrNi3MoAlS等。

⑵预硬塑料模具钢

①预硬塑料模具钢的功能

预硬塑料模具钢是钢厂供货时已预先对模具钢进行了热处理，使之达到了模具使用时的硬度。根据模具的工作条件，这个硬度规模改变较大，较低硬度为25～35HRC，较高硬度为40～50HRC。这样模具切削加工成形后不再进行热处理而直接进行使用，然后避免了因为热处理而引起的模具变形和裂纹问题。

②预硬塑料模具钢的品种

预硬塑料模具钢分为调质预硬塑料模具钢和易切削预硬塑料模具钢。

前者常用的品种有10、20钢，后者有3CrMo 、3Cr2MnNiMo、42CrMo、4Cr5MoSiV、5CrNiMnMoSCa、8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）、40CrMnVBSCa、Y55CrNiMnMoV（SM1）、日本大同模具钢PX4、PAC5000、瑞典进口模具钢618HH、718HH(IMPAX HH)、葛利兹模具钢在德国1.2311、1.2738、1.2711等。

⑶时效硬化塑料模具钢

①时效硬化塑料模具钢的功能

时效硬化塑料模具钢的特色是含碳量低，合金度较高，经高温淬火（固溶处理）后，钢处于软化状态，组织为单一的过饱和固溶体。若将其在一较低温度进行时效处理后，固溶体中能分出细小弥散的金属化合物，使模具钢的硬度和强度大幅度进步，并且，这一强化进程引起的尺度、形状改变极小。因此，此类钢制造模具时，可在固溶处理后进行模具的机械成形加工，然后经过时效处理，使模具取得较高的强度和硬度，这就有效的确保模具的终究尺度和形状精度。

②时效硬化塑料模具钢品种

18Ni200、18Ni250、18Ni300、18Ni350、 25CrNi3MoAl钢、10Ni3MnMoCuAl（PMS）钢、0Cr16Ni14Cu13Nb（PCR）钢、20CrNi3AlMnMo（SM2）日本大同模具钢NAK55、NAK80、瑞典进口模具钢EM33、EM38、葛利兹模具钢在德国GEST 80等.

⑷耐腐蚀塑料模具钢

①耐腐蚀塑料模具钢的功能

聚氯乙烯和聚苯乙烯的生产ABS加抗燃树脂等化学性腐蚀塑料的塑料制品时，成形进程中会分解出腐蚀性气体，并对模具发生腐蚀作用，为此要求模具资料必须具有较好的防腐蚀功能。耐腐蚀塑料模具钢除了要具有杰出的腐蚀功能以外，和其他类型的塑料模具钢一样，也需求必定的硬度、强度和耐磨性等使用功能要求。

②耐蚀型塑料模具钢的品种

常用的耐腐蚀塑料模具钢有：高碳高铬耐腐蚀钢，如9Cr18、9Cr18Mo、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、日本大同模具钢S-STAR、G-STAR、D-STAR、瑞典进口模具钢S136(STAVAX ESR)、S136SUP(STAVAX SUPREME)、ELMAX(ELMAX LH/HH)、S336(CORRAX)、168(RAMAX 2)、POLMAX(420 VAR)、葛利兹模具钢在德国1.2083 VICTORY ESR、1.2316 VICTORY ESR等等；马氏体不锈耐酸钢，如1Cr17Ni2；分离硬化不锈钢，如0Cr16Ni4Cu3Nb等。

⑸其他塑料模具数据及热处理

①铜合金

塑料模具材料的铜合金主要是铍青铜，如ZCuBe2、ZCuBe2.4等等。一般采用铸造方法制造模具，不仅成本低，周期短，而且可制造形状凌乱的模具。铍青铜可通过固溶及时处理加固。固溶后，合金处于软化状态，塑性好，加工方便。铍青铜适用于制造吹塑模、打针模等，以及一些高导热性，高强度和高耐腐蚀性的塑料模。

②铝合金

铝合金密度低，熔点低，加工功能和导热性均优于模具钢，常用于塑料模具制造的铝合金包括铸造铝合金和变形铝合金。

常用的铸造铝合金商标是ZL101，适用于制造导热率高、形状凌乱、制造周期短的塑料模具。

变形铝合金LC9由于其强度比，它也是一种常用于塑料模具制造的铝合金ZL101高，可制造强度高、导热性好的塑料模具。

③锌合金

用于制造塑料模具的锌合金多为Zn-4Al-3Cu共晶合金、铍锌合金和镍钛锌合金。铍锌合金硬度高（150HBS），耐热性好，注射模具的使用寿命可达数万至数十万件。镍钛锌合金由于镍和钛的参与，可以提高强度和硬度，然后使模具寿命翻倍。