模具項目工程師的質量控制

1、模具設計制作中的質量管理(一健全有效的質量保證體系在模具制作的周期、成本、質量三項主要指標中,質量是第一位的,是決定其他兩項的關鍵。質量管理與質量保證標準技術委員會(ISO/TC176自1987年頒布了世界上第一套管理標準-ISO9000質量管理和質量標準以來,現已被80多個國家和地區(qū)采用,成為國際間應用最廣泛的標準之一。我國政府已于1992年宣布等同采用ISO9000系列標準,以保證我國產品在國外市場的竟爭能力。以下六項是模具企業(yè)在建立質量保證體系時應遵循的原則:建立質量保證體系的宗旨是為了滿足客戶的要求,提供質量和制造周期與價值相當、服務優(yōu)良的模具。模具的質量應包含模壓品的外觀、符合圖樣的

2、精確度、尤其是關鍵尺寸的符合程度,以及模具壽命、模壓生產效率等模具內在質量。根據客戶的需要可能還有一些特殊要求。所有這些均應在模具合同中給予明確,并在今后的設計制作中給予保證。要建立一個完整的質量保證體系,該體系應包含模具設計制作的全過程,即從合同評審開始至設計、工藝編制、設備完好、量具刃具準備、零件制造、外購件供應商和外協件加工點的質量保證、模具安裝、試模、檢測以及今后服務的全過程。以設計為例,要考慮從設計任務書的編制、造型、設計方案的會審、設計文件的審批、圖樣發(fā)放、修改、回收、歸檔等全過程。可將客戶的要求視作輸入,而制作好的模具是輸出,輸入和輸出之間即是過程。全過程的質量處于控制狀態(tài)是設計

3、制造滿足客戶要求的模具的重要條件之一。以程序文件的形式描述質量保證體系的運行過程。對影響產品質量的所有要素的運行過程,均要用程序文件的形式予以描述,程序文件應簡明扼要,既要全面又突出重點。在擬訂程序文件之前首先要制訂質量責任制,明確每個崗位的工作內容、職權、責任,以及上、下、左、右的輸入、輸出關系。質量保證體系的優(yōu)良運行依賴于全體員工的質量意識、工作責任心和創(chuàng)造力。要求涉及全過程的每一個人都應積極、認真地貫徹標準,尤其是企業(yè)及部門的領導者更是能否堅持貫徹標準的關鍵。用各種統(tǒng)計方法正確及時地分析出現的問題,總結經驗教訓。其中所采集數據的真實性是基礎。在此基礎上才能做出正確的判斷和正確的決策。在模

4、具制造中大量的工作由分承包方完成,因此,分承包方是質量保證體系中及其重要的一環(huán),雖要嚴格要求,又要互助互利,才能使體系得以正常發(fā)展。(二合同評審合同評審的程序合同評審參加的部門有:銷售、技術、生產、計劃、供應、財務等部門的具體負責人員和負責人都應認真參加,最后由總經理簽字批準。合同評審的程序安排是:技術部門確認模具制作的可行性、加工制作的人工工時、用于加工的機床、模具用材料、輔助用材料、對委托方提出的與塑模機床的配合可行性等。再次是生產計劃及生產制作部門對模具制作方法及制作計劃安排可行性的評審。供應部門的供料可行性和材料價格預測。最后是財務部的成本核算和經濟性分析,總經理作裁決。合同評審的內容

5、1. 合同的標的,即模具的名稱、數量、價格、交款時間及方式、制作時間、交貨期、交貨方式、交貨地點等。2. 模塑制品的各項技術參數和要求。例如,制品的材料性能及其試驗方法、制品的檢測方法等等都要有說明。3. 對模具的具體要求。例如,一模幾件、模具結構、模具壽命、模具材料、模具與注塑機的安裝情況等等。4. 模具的檢測方法、地點。例如,試模的地點、機床、用檢具檢驗或三坐標測量儀檢測。針對不同的內容,相關人員要提出相應的執(zhí)行措施和建議,總經理做出裁決。合同評審的時間要滿足銷售的要求,不可喪失時機又要有所考慮,這就要求平時有充分的準備,在與委托方商討過程中有關方面就介入,盡量提前縮短合同評審時間。(三設

6、計制作過程的質量控制設計過程的質量控制1. 要求模具設計方案的確定,方案的提出、方案的制定及方案的審定均須有一定能力的人員出席和最后審定。2. 模具設計人員必須充分了解塑料制品的各項技術要求,在模具設計中給予滿足。3. 模具設計之后的工藝設計要滿足加工的可能性、合理性及經濟性。4. 要有合理的措施確保設計的差錯減小到最小。5. 盡量采用先進的設計方法,確保設計質量。6. 設計人員的培訓。質量是由設計人員的素質和責任心來保證的,因此,要加強培訓,不斷提出新的目標,要有適當的考察。制造過程的質量控制1. 設備完好是模具制造過程質量控制的重要內容,要強化日常保養(yǎng)和精度監(jiān)測。2. 工、刃、量具的合理選

7、用是確保加工質量的重要因素之一,必須有相關的要求。3. 合理安排作業(yè)計劃也是關系到模具的制造質量,也應有相關的要求。4. 對關系到模具精度和質量的關鍵機床和關鍵工藝要設置質量控制點加強控制。5. 人員培訓和考核是質量保證的重要環(huán)節(jié),必須列出可靠的措施。6. 嚴格控制廢、次品的去向,嚴防再次流入生產。7. 強化檢測,對進料、更換工序、關系塑料制品零件尺寸、關系模具零件的配合尺寸等均要檢測。8. 嚴格控制材料、標準件的質量。(四檢驗質量檢測系統(tǒng)質量檢測系統(tǒng)是將檢驗崗位置于每一個重要的、關鍵的過程始終,成為一個嚴密的系統(tǒng)。1. 質量檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)性。應將整個設計、生產、銷售、服務的整個過程的每一個關

8、鍵、重要的過程始終設置質量檢測崗位,并能前后呼應成為系統(tǒng)。例如,進貨檢驗、設計方案的會審、設計圖紙的審定、每一道加工工序的始終檢驗和試模過程的驗證、模具裝配及運行狀況的檢定、模壓品的檢驗等等。2. 質量檢測系統(tǒng)的嚴密性。整個系統(tǒng)是一個嚴密的整體,環(huán)環(huán)緊扣,不可疏漏。例如,模具零件的質量與所用的材料質量有關,就應設置材料的進貨檢驗,而熱處理也要影響零件的強度、耐磨性等,因此也必須進行檢測。同理模具的質量又與模具的設計水平緊密相關,所以模具設計的會審是必不可少的,主要對模具的結構形式、澆注系統(tǒng)方式、冷卻方式、零件材料及其熱處理、工藝性、經濟性等采用主審和各方面人士會審的方法進行。又例,模具零件的加

9、工質量,除了加工中每道工序的始終均應設置檢測崗位,對每個重要尺寸都要有檢測外,對于機床的精度、量具的精度、測量的環(huán)境等均要進行檢測。3. 檢驗工藝的擬制。對于檢測項目、方法、手段、方式等均應以檢驗工藝書的形式給予公示,一般應由技術部門事先進行策劃和擬制,并以文件的形式下達,作為執(zhí)行的依據。檢驗的方式可以是抽檢、互檢,也可以是專檢。檢驗的項目要重點突出,前后呼應不可疏漏,但應考慮實行的可行性。還有一點必須做到的,即必須將真實的數據記錄下來,因此要制定相應的表式,便于記錄。記錄的事項應全面,以便于今后進行綜合分析,征求全體員工的意見和建議,提出改正預防措施和修正意見。檢測儀器的選用及其精度保證檢測

10、器具選用原則如下:1. 按需要檢測數據的內容,選用合適的檢測器具。在模具制造中需要檢測的項目主要有下列幾個方面:長度(包括形式的測量,一般使用的檢測器具有通用型和專用型兩類。通用型是市場有售且在不同場合均可使用的器具,例如卡尺、角尺、百(千分表、千分尺、投影儀、工具顯微鏡和三坐標測量儀等。在選用時應遵循需要、實用、可靠、經濟的原則。專用型,是某些常用尺寸的塞規(guī)、檢具,在模具生產中很少使用。投影儀一般在要求精度高、零件又相對較小時使用,比工具顯微鏡精度高,使用又方便,但僅可作為二維數據的測量。三坐標測量儀由于精度高、可進行三維數據測試,且已發(fā)展到可進行自動測試,甚至在適當軟件支持下,又可進行反向

11、工程(即可對需仿制的樣件進行測試,然后對測試的數據自動進行修正并造型,獲得標準件的仿真造型,供模具設計和制作使用,一機多用,正逐漸被大量使用。溫度、硬度、電壓、電流絕緣強度等物理量的測試,通常使用的有:測試溫度用的點溫計(量程0-100、測試模具材料用的各式硬度計、測試電壓、電流等電參數用的電流、電壓表和絕緣強度表等。其他方面的測試,例表面粗糙度的測試,模具材料等內部組織結構的測試、探傷等。2. 按需要測試數據的精度要求選用合適的測試器具。根據測試數據的要求,確定測試環(huán)境和檢測器具的存放環(huán)境,精度等級高的數據檢測應在恒溫、恒濕的環(huán)境下測試,而且如此精度要求高的檢測器具,其存放也必須在要求高的恒

12、溫、恒濕之中。制定和嚴格執(zhí)行檢測器具的定期計量制,確保檢測器具的測量精度。計量應符合國家有關規(guī)定,在合適的國家計量點進行。(五質量體系的內審1. 內審項目。內審項目主要根據質量文件編制而成,要求全面、扼要、可檢查、成表格式,分部門。內審時可依據所繪制的表格逐項圈點該項目合格與否,并要表示該項目屬何類性質。2. 內審人員。內審人員首先應選其他部門的人員進行,這樣可以比較公正地進行評定。內審人員必須經過培訓,合格后方可承擔。3. 內審計劃。一般一年進行一次,由管理者代表發(fā)布計劃,并按計劃實施。4. 內審的組織和實施。內審應分部門進行,各部門的檢查人員均應指定一名負責人,檢查前應制定好檢查計劃,按步

13、驟逐項檢查。各部門內審后應由總經理負責召開全體部門負責人會議,宣布內審結果,由各部門負責人報告整改計劃。而后由總經理作講評,并宣布公司整改計劃。模具調試模具調試又叫做試模,它是模具制造中最后的也是關鍵的工序。它是模具設計,模具制造的總驗核。一般試模步驟如下:1. 通電、通水等進行功能、安全試驗。2. 在試模用的注塑機上進行成型、模具動作等試驗。3. 對試模制品樣件進行測試、分析。4. 出具試模報告,提出解決問題的措施。5. 實施修模,準備第二次試模。(一試模的準備模具的準備經過研配安裝后的模具,必須進行通水(應用專門的帶增壓裝置的試驗的設備、通電(主要是帶有熱流道的模具,此時要進行耐高電壓的安

14、全試驗等安全試驗以及模具活動部分的動作試驗,例如,頂出機構,液壓及機械抽芯機構等,并進行制品的厚度測量(可用粗細不同的軟鉛絲置于型腔、型芯之間碰模后測量或注入特制的蠟進行測量。另外,還要檢查吊鉤、鎖緊機構等裝置的安全性。試模材料的準備試模材料應選用與成品相同的塑料進行試模。試模機床的選定對注塑模具,首先根據注塑件的大小、形狀確定注塑機的規(guī)格,即按注塑件在注塑方向的投影面積S和選定的模內注塑壓力P,確定注塑機的鎖模力P2。P2=S. PP2-制品的鎖模力(KPaS-制品的投影面積與流道投影面積(cm2之總和;P-制品的型腔壓力(MPa,一般可取20-40。注塑機的恒定鎖模力應大于制品的鎖模力。其

15、次應復核注射量,制件的重量(包括制品及水口和重量應選用在注射機最大注射量的20%-80%之間的注射機為宜。注射機的恒定鎖模力和注射量要同時滿足上述兩個條件,這樣的設備才能作制品試?；蚣庸ぶ破匪?。注射機的噴嘴直徑應比模具澆口直徑小。還應考慮模具的安裝尺寸、模具的閉合高度、開模距離、定位圈尺寸、頂出方式等。(二試模工藝條件的選定1. 注射壓力。在試模時開始不宜選用太高,應在試模中逐步提高,尤其是筯較多的模具,或者型腔較深的制品模具,更要注意,以免產生大量的飛邊和脹模,造成脫模困難和模具破壞。壓力的設定可參考表8-1。表8-1 注射壓力與塑料特性關系注射壓力/MPa塑料特性白制品特征70流動性好形

16、狀簡單、厚壁70-100粘度較低形狀、精度要求一般100-140中、高粘度形狀較復雜、精度要求較高140-180高粘度壁隙、厚薄不均、流程長、精度高2. 注射量一般以注射料的容積(cm3表示,因為重量將由于塑料密度的不同而變化,而密度以受注射時壓力、溫度等影響。試模前應通過標準件測試或計算求得最大值,試模時從小到大逐漸提高,得到完整制品為止。3. 注射速度和注射速率注射速度是指螺桿或柱塞在注射時的移動速度(cm/s,注射速率是熔料在單位時間內從噴嘴射出的容量(cm3/s。一般為了使熔料在模具內不被迅速冷卻,在制品上出現熔接痕,要求提高注射速率。但注射速率的提高會由于熔料流在高速產生的剪切熱而產

17、生所謂的燒焦而受到限制。一般試模時先取較高值,發(fā)現有燒焦時再降低,直至消除為止。4. 注射料溫度注射塑料溫度主要是由該樹脂的性能參數確定的,為了容易注射成型,一般取上限,待注塑定型后再降到合適的值,因為料溫過高會出現縮痕、燒焦等缺陷,而且會影響注塑的生產效率。結論是:在試模工藝中開始應選擇高料溫、低壓力、高射速和合適料量(注射量的工藝條件,依據模具的實際情況調整,通過試模逐步調整,直至合適,并應將整個試模過程作好記錄。(三試模制品缺陷分析1. 飛邊常見的飛邊在分型面、抽芯滑塊成型面、頂出機構表面等處。首選要調整試模工藝,例如,注射料量是否過大、注射壓力過大或鎖模力不足(用百分表測量是否脹模。剔

18、除試模工藝因素外,主要是模具零件加工精度或研配精度差、分型面與型腔交界處有小圓弧等原因造成,可采取相應措施解決。例如,分型面飛邊,則應研配各碰硬面,減小分型面間隙。又例如分型面與型腔交界處有小圓珠筆弧,如僅在0.03-0.06mm以內,且在壁厚允許公差范圍內,可以將分型面磨去一些(這樣將會減薄制品厚度。缺陷嚴重的將施以補焊,然后修整。如因零件加工中精度差,尺寸小了,就要采取涂復、變形、重做等措施。2. 頂出白印。甚至穿透制件首先檢查脫模斜度是否過小,甚至是負角。其次檢查型芯相關部位的研拋是否達到要求的表面粗糙度。還應檢查零件配合是否過松,或該處制件壁厚過薄,或模具設計時考慮強度不足,在注塑中模

19、具變形(可用百分表在試模時進行測試。在檢查模具造成的原因之前,同樣先要調整試模工藝,可減小注射壓力至足夠小,因為過大的注射壓力也是產生白印的原因之一。3.熔接痕熔接痕是熔融的塑料樹脂在充模中被冷卻,其前沿與另一料流相遇而形成的。其解決辦法,可以提高料溫、提高模溫等提高料流的流動性或提高注射速率的方法解決。當制品要求某些部位無熔接時,還應改變澆口位置,或改變某些澆口的大小,即改變料流的相遇部位解決。在熔接痕的部位,增加排氣孔,也可以減小熔接痕。4.縮痕在制品的某些部位可見塑料的冷卻收縮痕,尤其在制件與筋相交的表面處更為明顯。這是因為此處的料厚,周圍較該處先行冷凝,該處冷凝時已無法從周圍取得熔料補

20、充而造成。改進的方法,一是在制品設計時,要將筋減薄,一般筋為相交處壁厚1/2以下,或用氣體輔助注射的方法,增加氣體流道;二是在注塑時,提高注射壓力,適當降低料溫,提高保壓壓力等。其中最佳的方法是采用氣體輔助。5. 銀絲瘢在制件表面的銀絲狀瘢痕通常稱為銀絲瘢。產生的原因,主要是在熔料中或模具中混有水分,可先行將物料和模具烘干的方法解決。有的瘢痕也可能是料溫過高或在料筒中停留的時間過長造成的,則可用降低料溫、盡量縮短熔料在料筒中的時間解決。6. 燒焦一般表現為在制品某些部位有燒焦,主要是模具排氣不暢、料流速度過高等原因造成,可采取相應對策解決。7. 注射不足試件的某些部位有缺損。主要由注射量不足、

21、排氣不暢、注射壓力低、料溫低、注射速率低等原因產生,可先在試模中逐項調整工藝參數解決。如仍難以解決則應修模。模具中應考慮流道是否暢通、排氣是否通暢、制品該處壁厚是否過薄、冷料穴是否太小等,然后采取相應對策修模解決。8. 制件表面不光亮(未作表面腐融前試模時可相應的調整注射速率、料溫、模溫等工藝參數解決。對于模具可進一步拋光,增加排氣等修整。9. 制件翹曲這是由于制件冷卻不均和成型應變造成的?？梢栽谠嚹r提高注射壓力、提高模具溫度及料溫解決。如仍無法解決,則應修模?？梢詮母淖儩部谖恢?、澆口形式(扇形澆口較直澆口好、冷卻流道部位、冷卻溫度均勻性等著手解決。也有用夾具將剛出模的制品進行固定整形,解決

22、翹曲。運用計算機輔助分析(CAE,可以方便地進行缺陷分析,擬定合適的試模工藝和修模方案。塑料模具用材料的選用模具是生活及工業(yè)產品的主要成型工具。塑料制品的主要生產手段幾乎100%是模具成型,因此,如何選擇塑料模具用材料,對于提高模具質量、降低模具的制造成本、縮短模具的制造周期和確保產品對模具所要求的使用壽命,有著十分重要的作用。模具材料的正確選用不僅要考慮材料對模具各項性能的適用性而且要重視其經濟性,即材料的性價比。通用模具材料的基本要求:精煉工藝、鍛壓比大于5、預硬態(tài)交貨、超聲波檢測、良好的機械加工性能、優(yōu)良的拋光和蝕刻性能、可以補焊和表面處理等等。塑料模具按其成型方式通?？煞譃樽⑺苣！釅?/p>

23、模、吹塑模、擠出模等,各種模具的綜合性能又不盡相同。若從塑料模具需要的材料分,又可分為整體硬模、表面硬模、一般要求模和特殊要求模等四類。一般要求模用材料的使用要求:1. 注塑模具使用時,在模具的型腔內將會受到200-250的高溫。40-150MPa壓力的塑料熔體流反復的沖擊+和不斷反復的達20-40MPa的腔內壓力,因此,模具材料必須在其相應工作溫度時,具有相當高的強度和韌性,并且其強度和韌性應盡可能是各項同性,以此來保證模具在注塑過程中不變形,可以達到產品對模具的要求壽命。對于擠出模、熱壓模等在制品成型過程中需承受一定的壓力,則更要求模具材料具有相當高的強度和韌性,即高的強韌比。2. 有些塑

24、料在熔融狀態(tài)時會釋放出一些具有腐蝕性的氣體,因此在選擇此類模具材料的同時,還應考慮材料本體必須具有耐腐蝕的性能。例如,注塑或擠出PVC塑料的注塑?；驍D出模,由于成型時會釋放出二氧化硫、氯氣等有腐蝕性的氣體,因此要求材料必須耐稀硫酸、稀鹽酸等其他腐蝕性氣體或液體的腐蝕。3.有些制品是混有填料的塑料,例如,混有玻璃纖維的尼龍或混有石粉的酚醛等無機材料的混合體,則要求模具在具備一定的耐腐蝕性性能的同時,又具有相當高的硬度及耐磨性,此類情況在壓制膠木的熱壓模和相同類型的擠壓模中較為常見。4.為了提高模具的壽命和精度,例如,注塑模、擠壓模、熱壓?；蛘咭笄谐嗔系拇邓苣?都要求模具具有相當的硬度,例如,

25、對硬度要求較高的注塑,型腔、型芯部分的材料硬度基本都要達到50-55HRC(壽命五十萬模次以上,精度是0.01mm以上,一般模具的型腔、型芯的硬度也需要達到25-30HRC(壽命10模次以上。而在吹塑中為了切除余料部位,同樣要求模具具備一定的硬度(50-55HRC。5.塑料模具對其型表面往往有較高的要求,例如,為了使其表面十分光亮,模具要求表面粗糙度需達到0.03m,因此,一則要求模具材料的組織十分致密、無夾雜質等相當高的組織狀態(tài);二則為了保持要求低的表面粗糙度,往往模具表面又要有足夠的硬度。通常的做法是采取表面滲氮、滲鉻、滲硼、滲鎳等處理方法,使表面硬度達到900HV以上。6.有些塑料模具要

26、求表面有花紋?；y的制作通常用化學蝕刻的方法,為此要求模具材料能被化學蝕刻,并能得到細密的花紋,這就要求模具材料在冶煉時采用特殊的方法和手段,以確保把材料中的夾雜物和氣體降低到最低。7.塑料模具為達到相當強度,在加工中往往要進行調質處理,同時在模具加工過程中也會產生形變。為了使模具在加工和熱處理后的變形不致產生對產品的形狀和尺寸的影響,要求材料具有小的熱處理和加工變形,一般要求被用做模具的材料的綜合變形小于0.03%。8.其他特殊要求的模具,例如,需要模具材料具有良好的透氣性和自潤性等。模具材料的加工性:模具的加工形式主要是機械切削、電蝕、冷擠壓、化學腐蝕等冷加工及鍛壓熱加工等兩類。1. 良好

27、的機械加工切削性。幾乎所有的模具材料在切削加工過程中經常會遇到材料中存在白點,特別是含鎳為2%-4%的合金鋼,這與鋼的化學成分,鋼中的含氧量、含氫量和大型模具鍛坯的鍛壓比及鍛后的冷卻速率以及擴散退火工藝的正確與否等有關。2. 良好的電蝕加工性,因為電蝕加工是模具加工中常用的方法,而且是目前用得最為廣泛的也是最為簡化的制模工藝之一。例如,Cr12、T8、T10、Cr12MoV等含碳量較高的鋼料,由于材料和鍛造的原因,電蝕加工中有成片狀剝離的現象,從而導致加工失敗。3. 部分模具需通過冷擠壓加工成型,如一些注塑模的型腔,需要在冷態(tài)或熱態(tài)進行擠壓加工成型,此時要求選用的模具材料能在相對較小的壓力下被

28、擠壓成型,而又不致破裂。4. 為了能得到相當硬度的模具,又簡化加工工藝和縮短制模周期,目前較常用的是易切削預硬鋼,其硬度通常在32-40HRC左右,且不需要采用特殊的或附加加工手段,就能較為容易地被加工。5. 模具毛坯一般要求進行熱鍛成型,以提高其強度和力學性能等各項同性,因而要求模具材料有良好的熱鍛成型性能。6. 可焊性。7. 其他方面的加工性能,例如,化學蝕刻性、研拋性等,對不同的模具應有不同的要求。(二塑料模具常用材料鋼系模具材料:鋼系模具材料分為碳素鋼、合金鋼兩大類。碳素鋼按碳元素的多少可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼三大類。低碳鋼碳含量的質量分數為0.1%-0.3%,如10、20、30鋼

29、等,由于其具有良好的冷擠壓性能,常用于冷擠壓成型的模具,也可用做導柱、導套等,但必須通過特殊的熱處理提高其表面硬度和耐磨性。中碳鋼的碳含量的質量分數一般在0.4%-0.55%左右,如45、50、55鋼等,經過適當的調質處理,可提高其強度和硬度,被大量的用于模具的澆口板、推板等。如果冶煉時通過特殊的方法進行熔煉,得到超純凈的鋼,并在鋼中加入硫、鈣、鏻稀土等元素后使其具有易切削性能,同樣可作優(yōu)良的型腔材料使用,例如,S55C、SM3等。高碳鋼的碳含量質量分數為0.75%以上,比如T8、T10、T12等。這類鋼在熱處理后能得到相當高的硬度,通常被用于滑板、滑塊、澆口套等場合。合金鋼：由于其優(yōu)越的機械

30、、物理、化學等性能而被大量采用。一般有下列五類： 1. 滲碳低合金鋼：通常退火態(tài)極易冷擠壓等工藝，成型后進行真空滲碳淬火。例如國產的 20Cr、15Cr、12CrNi2、12CrNi8 等，美國 ASTM 標準牌號 P2、P4、P5、P6 等。 2. 預硬鋼（調質鋼） ：為避免熱處理的變形及大型模具的熱處理后因淬透深度不足造成 的型腔面硬度差異較大等問題，在模坯階段淬火加高溫回火，使硬度達到 26-32HRC，然后 實施加工， 這樣不僅避免了模具在加工后熱處理的過程中造成變形， 而且在很大程度上縮短 了模具的制造周期，此類鋼種國產的有 3Cr2Mo、35Cr2NiMo、B30(寶鋼、非調質鋼等

31、、美 國的 P20，瑞典的 718、618、8407，德國的 DIN-1.2311、DIN-1.2738，奧地利百樂公司的 M201、M283，日本的 SGM440 系列（PDS1、2、5） 、SKD61 系列以及大同鋼廠的 PX4、 PX5。 隨著對模具硬度要求的提高 （35-42HRC） 各鋼廠和研究所開發(fā)出易切削調質預硬鋼， 。 如 SM1、SM3、Y718、5NiSCa、DIN-1.2312 等。 3. 時效硬鋼：在中低碳鋼中加入 Ni、Al、Cu、Mo 等元素，模坯先進行固溶處理，然 后在低硬度下加工，模具加工成型后，實施低溫時效處理，通過鋼中的金屬間化合物析出， 提高模具的硬度，通

32、過時效處理的模具硬度能達到 40-50HRC。由于是低溫熱處理，模具的 熱變形量很小。這類鋼種國產的有 SM2、PMS 等，美國的 P21、日本的 NAK55、NAK80、 E-STAE 等，其中 SM2 是易切削鋼，通常采用先硬化后加工，不必加工后再時效處理，保 證模具的精度。 4. 整體淬硬鋼：對于要求模具壽命長（30 萬模以上） 、精度較高或高耐磨（利用玻璃纖 維作填料）的模具，其型腔、型芯材料通常要求整體硬度達 50-55HRC。一般先加工成型， 留一定余量，然后熱處理到要求硬度，再電蝕加工或高速銑削達到要求的尺寸。目前通常采 用的有：H13(4Cr5MoVl，日本的 PD613、DC

33、53、DHA1、S-STAR，美國的 D2 等，這類鋼 種要求材料中的碳化物微細球化，均勻性好，熱處理的變形?。ㄗ冃瘟繛?0.03%） 。 5. 耐腐蝕鋼：由于某些塑料注射成型時會產生一些腐蝕性氣體，因而要求模具材料耐 腐蝕，這一般采用馬氏體型或時效類型的不銹鋼，如國產的 17-4PH(0Cr17Ni4Cu3Nb，瑞典 ASSAB 公司的 STAVAX(4Cr13，奧地利（百樂公司）的 M300，日本的 NAK10、PD755、 大同公司的 MAS1C 等均有優(yōu)異的耐蝕性和切削性。 6. 無磁塑料模具鋼：主要用于注射具有磁性材料的塑料模具，通常采用高錳的奧氏體 鋼通過時效硬化或大變形達到模具要

34、求的硬度和性能，此類鋼號有日本大同特殊鋼公司的 NAK30 和日本金屬公司的 HPM75 鋼以及國產的 7Mn18Cr4V、7Mn15Cr2A13WMo 等。 7. 鏡面鋼：為了達到型腔、型芯表面的鏡面要求，如要求透明度很高的塑料光學透鏡、 透光擋風塑料片等， 因而對模具鋼的要求是高純凈度 （無非金屬夾雜物和極低的氣體含量） 、 微觀組織均勻化、 碳化物微細化和相當均勻的硬度。 目前較理想的鋼號有國產的 PMS、 SM2 等，日本的 S55C 改良（PDS1） 、SCM440(PDS3、NAK55、NAK80，奧地利（百實錄公司） 的 M300、BSR、M310、PSR、M310H、ESR，瑞

35、典 ASSAB 公司的 718、德國德威公司的 M2083 等。 另外，通常合金鋼在補焊前后均應加熱到 300左右，進行預熱和保溫，防止開列和組織的 不均勻以及影響以后的拋光，而日本的 PX5 除了有良好的力學性能外，它不需預熱，即可 焊接。 （四）其他模具材料 1. 銅及銅合金：由于銅及銅合金具有良好的導熱性和加工性，特別是某些銅合金，例 如鈹銅合金不但具有優(yōu)良的導熱性， 而且還具有良好的強度、 硬度和韌性等力學性能， 因此， 目前在塑料模具中得到廣泛的應用。 但銅合金的電蝕加工困難， 所以一般用在模次要求不高 而型腔較復雜的模具上。 2. 鋁合金：鋁合金有良好的可加工性（制模速度是鋼的 7

36、-8 倍） 、導熱性（其導熱性是 鋼的 3 倍） 、重量較輕等優(yōu)點，同時某些鋁合金的抗拉強度也已達到了相當的程度，用其制 成的模具可達到十萬模次的壽命，其中使用較多的為 7075。當然其經濟性不如鋼系材料。 （五）塑料模具鋼的成型工藝 1. 冶金是保證模具鋼性能的基礎，由于塑料模具型腔及型芯需要拋光或蝕紋，要求材 質純凈， 晶粒細小， 組織均勻等， 所以， 通常采用爐外精煉、 爐外真空處理、 爐外噴射 （粉） 、 電渣重溶等冶金方法，以減少非金屬雜質和獲得細晶粒鋼，從而清除砂眼 ，提高拋光性。 為了提高了模具對無定向、 高噴射壓力 （40-150MPa） 熔融態(tài)塑料的沖擊或脫模的承受能力， 因

37、而對有鏡面要求的模具鋼，都要求采用電渣重熔冶煉。 2. 要獲得細微、均勻的組織，除了必須重視冶金的方法外，還必須重視后續(xù)的鍛造工 藝。原則上通過鍛造可以焊合鋼材內部的疏松、裂痕、氣孔持缺陷，改善碳化物和非金屬雜 質的形狀、分布和均勻性，提高材料的組織致密性和等向性，同時可通過鍛造來達到模坯所 要求的尺寸，減小模具加工的工作量。在模塊鍛造中應注意如下事項： 對不同大小的鋼錠應有不同的鍛造工藝。 采用“走扁方”可進一步提高鍛件的組織致密性，再者能使模塊的探傷合格率明顯提高。 所謂“走扁方”即是先將鋼錠順長方向鐓粗，然后鐓扁，再將尺寸 鐓小，將小尺寸鐓粗， 最好的鍛造工藝是要求材料能被三鐓三拔， 以

38、此來加大材料的鍛壓比， 提高模具的鍛造質量。 一般鍛造時對鋼錠尺寸的選擇要恰當， 太小則達不到需要的鍛壓比減低了鍛壓的效果， 太大 則不經濟。 對有些塑料模具用鋼， 在鍛后必須立即進行退火處理， 以及時消除因熱加工引起的應力而 產生材料組織內部的微裂紋，特別是高合金鋼材料尤其重要。 正確的熱處理更獲得鋼材優(yōu)良品質的手段， 因為熱處理能改善鋼材的內部組織， 達到所要 求的強度、韌性和機耐磨性等各種力學性能，以確保模具所要求的壽命。而合理的熱處理又 是提高模具質量和加工效率，減小變形，降低成本的重要手段，模具鋼熱處理應注意以下事 項： 各種鋼材有其特定的熱處理工藝，應視其不同的使用要求來確定其熱處理工藝。 首先，在模具開發(fā)方面，需