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

塑料模具可分为热固性塑料模具和热塑性塑料模具。热固性塑料模具，如压缩模具，工作时为固体粉末或预制坯料，参与型腔，在一定温度下通过热压成型。热塑性塑料模具，如注射模具和揉捏模具，通过注射和揉捏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。通过这种方式，模具切割成型后不再进行热处理热处理引起的模具变形和裂纹。

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耐腐蚀塑料模具钢品种

常用的耐蚀型塑料模具钢的钢种有：高碳高铬型耐蚀钢，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具、注射模具等，以及一些导热性高、强度高、耐腐蚀性高的塑料模具。

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共晶型合金，还有铍锌合金和镍钛锌合金。铍锌合金有较高的硬度（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。