塑料模具钢的使用性能要求及分类

　　塑料模具钢的性能要求及分类

　　随着塑料产品需求的增加和应用领域的扩大，对塑料模具的要求越来越高，促进了塑料模具的可持续发展，也促进了塑料模具钢的快速发展，主要体现在塑料模具钢的发展上 ，品种迅速增加，但塑料模具材料仍以钢为主。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 对保证塑料模具的质量，提高塑料模具的使用寿命，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，如压塑模具，工作时为固体粉末或预制坯料，加入型腔，在一定温度下通过热压成型。热塑性塑料模具，如注射模具和挤压模具，通过注射和挤压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塑料模具材料的性能要求

　　⑴塑料模具材料的性能要求

　　①高硬度和耐磨性;②一定的耐热性和耐腐蚀性;③尺寸稳定性好;④热导性好 。

　　⑵塑料模具材料的工艺性能要求

　　①切削加工性好;②冷压成型性好;③热处理工艺;④焊接性能 。

　　⒋塑料模具钢的性能及分类

　　塑料模具钢的热处理工艺要求具有以下特点。

　　① 确保硬度适中，韧性好。

　　② 确保淬火变形小。

　　③ 热处理时，模具应特别注意对型腔表面的保护，防止其产生各种热处理缺陷。

　　④ 热固性塑料模具在热压条件下长期工作，热处理应具有较高的抗坍塌能力。

　　⑴渗碳塑料模具钢

　　①渗碳塑料模具钢的性能

　　渗碳塑料模具钢主要用于冷挤压塑料模具，一般要求含碳量低，含碳量为0.1%~0.25%，同时加入钢Cr、Ni为了提高钢的淬透性，铁素体的固溶强化效果也很小Si元素的含量应尽可能低。冷挤压成型后，该钢一般需要渗碳、淬火和回火，使模具腔表面具有较高的硬度和耐磨性，表面硬度可达58~62HRC，中心部分韧性好。

　　②渗碳塑料模具钢的类型

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

　　⑵预硬塑料模具钢

　　①预硬塑料模具钢的性能

　　预硬塑料模具钢是钢厂供应时提前对模具钢进行热处理，达到模具使用时的硬度。根据模具的工作条件，硬度范围变化较大，硬度较低为25~35HRC，高硬度为40~50HRC。这样，模具切割成型后不再直接热处理，避免了热处理引起的模具变形和裂纹。

　　②预硬塑料模具钢的类型

　　预硬塑料模具钢分为预硬塑料模具钢和预硬塑料模具钢。

　　前者有10种或20种钢，后者有3种CrMo 、3Cr2MnNiMo、42CrMo、4Cr5MoSiV、5CrNiMnMoSCa、8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)、40CrMnVBSCa、Y55CrNiMnMoV(SM1)日本大同模具钢PX4、PAC5000，瑞典一胜百模具钢618HH、718HH(IMPAX HH)、葛利兹模具钢1.2311、1.2738、1.2711等。

　　⑶塑料模具钢及时硬化

　　①塑料模具钢及时硬化的性能

　　塑料模具钢及时硬化的特点是含碳量低，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。如果在较低的温度下及时处理，小的分散金属化合物可以沉淀在固体溶解体中，大大提高了模具钢的硬度和强度，这种强化过程造成的尺寸和形状变化很小。如果在较低的温度下及时处理，小的分散金属化合物可以沉淀在固体溶解体中，大大提高了模具钢的硬度和强度，而且由这种强化过程引起的尺寸和形状变化很小。因此，当钢制模具时，可以在固体溶解后进行模具的机械成型，然后通过及时处理获得更高的强度和硬度，有效地保证了模具的zui终尺寸和形状精度。

　　②时效硬化塑料模具钢的类型

　　18Ni200、18Ni250、18Ni300、18Ni350、 25CrNi3MoAl钢、10Ni3MnMoCuAl(PMS)钢、0Cr16Ni14Cu13Nb(PCR)钢、20CrNi3AlMnMo(SM二、日本大同模具钢NAK55、NAK瑞典一胜百模具钢EM33、EM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性能

　　聚氯乙烯和聚苯乙烯的生产ABS在添加化学腐蚀塑料学腐蚀塑料制品时，腐蚀性气体在成型过程中分解，腐蚀模具，因此模具材料必须具有良好的耐腐蚀性。耐腐蚀塑料模具钢除其类型的塑料模具钢外，还需要一定的硬度、强度和耐磨性要求。

　　②耐腐蚀塑料模具钢的类型

　　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、4Cr日本大同模具钢S-STAR、G-STAR、D-STAR、瑞典一胜百模具钢S136(STAVAX ESR)、S136SUP(STAVAX SUPREME)、ELMAX(ELMAX LH/HH)、S336(CORRAX)、168(RAMAX 2)、POLMAX(420 VAR)、葛利兹模具钢1.2083 VICTORY ESR、1.2316 VICTORY ESR等等;马氏体不锈耐酸钢，如1Cr17Ni二、硬化不锈钢沉淀，如0Cr16Ni4Cu3Nb等。

　　⑸其他塑料模具材料及热处理

　　①铜合金

　　塑料模具材料的铜合金主要是铍青铜，如ZCuBe2、ZCuBe2.4.一般采用铸造方法制模，不仅成本低，周期短，而且形状复杂。

　　⑸其他塑料模具材料及热处理

　　①铜合金

　　塑料模具材料的铜合金主要是铍青铜，如ZCuBe2、ZCuBe2.4.一般采用铸造方法制模，不仅成本低，周期短，而且形状复杂。铍青铜可及时固溶加固。固溶后，合金处于软化状态，塑性好，加工方便。铍青铜适用于制造导热性高、强度高、耐腐蚀性高的吹塑模具、注射模具和塑料模具。

　　②铝合金

　　铝合金密度低，熔点低，加工性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。

　　常用的铸造铝合金品牌是ZL101适用于导热性高、形状复杂、制造周期短的塑料模具。

　　变形铝合金LC由于其强度比，9也是塑料模具制造中常用的铝合金ZL可生产强度高、导热性好的塑料模具。

　　③锌合金

　　用于制作塑料模具的锌合金多为Zn-4Al-3Cu共晶合金和镍钛锌合金是共晶合金。铍锌合金硬度高(150)HBS)，耐热性好，注射模具的使用寿命可达数万至数十万件。镍钛锌合金能提高镍和钛的强度和硬度，使模具的使用寿命翻倍。

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