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1、機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料第五章第五章 塑料模具材料塑料模具材料機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料51 塑料模具的工作條件塑料模具的工作條件、失效形式失效形式與性能要與性能要求求52 塑料模具材料的選用塑料模具材料的選用 5.2.1 滲碳型塑料模具鋼滲碳型塑料模具鋼 5.2.2 調(diào)質(zhì)型塑料模具鋼調(diào)質(zhì)型塑料模具鋼 5.2.3 淬硬型塑料模具鋼淬硬型塑料模具鋼 5.2.4 預(yù)硬型塑料模具鋼預(yù)硬型塑料模具鋼 5.2.5 時(shí)效硬化型塑料模具鋼時(shí)效硬化型塑料模具鋼 5.2.6

2、 耐蝕塑料模具鋼耐蝕塑料模具鋼 5.2.7 其它塑料模具材料其它塑料模具材料53 塑料模具塑料模具鋼的選用及熱處理鋼的選用及熱處理 機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 隨著塑料制品在工業(yè)及日常生活中的應(yīng)用越來隨著塑料制品在工業(yè)及日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛越廣泛,塑料模具工業(yè)對(duì)模具鋼的需求也越來越大。塑料模具工業(yè)對(duì)模具鋼的需求也越來越大。在塑料成型加工中在塑料成型加工中,模具的質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證作模具的質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證作用是不言而喻的。用是不言而喻的。 塑料模具目前已向精密化、大型化和多腔化的塑料模具目前已向精密化、大型化和多腔化的方向發(fā)展方向發(fā)展,對(duì)塑料模具鋼的性

3、能的要求越來越高對(duì)塑料模具鋼的性能的要求越來越高,塑模塑模鋼的性能應(yīng)根據(jù)塑料種類、制品用途、生產(chǎn)批量、鋼的性能應(yīng)根據(jù)塑料種類、制品用途、生產(chǎn)批量、尺寸精度和表面質(zhì)量的要求而定。尺寸精度和表面質(zhì)量的要求而定。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料5.1.1 塑料模具的分類與工作條件塑料模具的分類與工作條件（1）塑料模具的分類）塑料模具的分類 按照塑料制品的原材料的性能和成型方法按照塑料制品的原材料的性能和成型方法，可以把，可以把塑料模具分為兩大類：塑料模具分為兩大類： 熱固性塑料模熱固性塑料模 熱塑性塑料模：熱塑性塑料模： 按照成型方式的不同，可以把塑料模分為按照成型方式的不

4、同，可以把塑料模分為： 注射成型模；注射成型模；壓縮成型模；壓縮成型模； 擠壓成型模；擠壓成型模；氣動(dòng)成型模。氣動(dòng)成型模。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料（2）塑料模的工作條件）塑料模的工作條件 熱固性塑料壓縮模熱固性塑料壓縮模：熱固性塑料壓縮模的工作溫度：熱固性塑料壓縮模的工作溫度一般為一般為160-250,工作時(shí)型腔工作時(shí)型腔承受的壓力大承受的壓力大，一般為，一般為160-200MPa,個(gè)別要達(dá)到個(gè)別要達(dá)到600MPa。工作時(shí)。工作時(shí)型腔面易磨損型腔面易磨損，并，并承受一定的沖擊負(fù)荷和腐蝕作用承受一定的沖擊負(fù)荷和腐蝕作用。用這類模具壓制各種膠。用這類模具壓制各種膠

5、木粉制作時(shí)，在原材料中加入一定量的粉末填充劑，并在木粉制作時(shí)，在原材料中加入一定量的粉末填充劑，并在熱壓狀態(tài)下成型，所以熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷都較大，而填充熱壓狀態(tài)下成型，所以熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷都較大，而填充劑致使型腔磨損也較嚴(yán)重。劑致使型腔磨損也較嚴(yán)重。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 熱塑性塑料注射模熱塑性塑料注射模：熱塑性塑料注射模的工作溫：熱塑性塑料注射模的工作溫度在度在180以下，承受的工作壓力和磨損不像在壓縮模以下，承受的工作壓力和磨損不像在壓縮模那么嚴(yán)重，有些塑料在加熱以后的熔融狀態(tài)能分解出那么嚴(yán)重，有些塑料在加熱以后的熔融狀態(tài)能分解出HCl和和HF氣體，對(duì)模具

6、型腔面有較大的腐蝕性氣體，對(duì)模具型腔面有較大的腐蝕性。塑料。塑料在加熱成型時(shí)一般不含固體填充料或含固體填充料的在加熱成型時(shí)一般不含固體填充料或含固體填充料的很少，所以，注入型腔時(shí)對(duì)型腔磨損小。很少，所以，注入型腔時(shí)對(duì)型腔磨損小。如果含有玻如果含有玻璃纖維填料，則大大加劇對(duì)流道和型腔的磨損。璃纖維填料，則大大加劇對(duì)流道和型腔的磨損。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 5.1.2 塑料模具的失效形式塑料模具的失效形式塑料模具的失效形式主要有塑料模具的失效形式主要有磨損磨損，腐蝕腐蝕，變形變形和和斷裂斷裂等。等。 磨損磨損：熱固性塑料對(duì)模具表面產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦，結(jié)果：熱固性塑料對(duì)

7、模具表面產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦，結(jié)果導(dǎo)致模具表面拉毛，粗糙度變大而失去光澤，這會(huì)影響導(dǎo)致模具表面拉毛，粗糙度變大而失去光澤，這會(huì)影響塑料制品的外觀質(zhì)量。在此情況下，模具應(yīng)定期卸下拋塑料制品的外觀質(zhì)量。在此情況下，模具應(yīng)定期卸下拋光，經(jīng)過多次拋光后，型腔尺寸將會(huì)超差而光，經(jīng)過多次拋光后，型腔尺寸將會(huì)超差而失效失效。特別特別是塑料中含有云母粉，硅砂，玻璃纖維等固體有機(jī)填料是塑料中含有云母粉，硅砂，玻璃纖維等固體有機(jī)填料時(shí)，會(huì)明顯加劇型腔的磨損時(shí)，會(huì)明顯加劇型腔的磨損，不僅會(huì)使型腔表面粗糙度，不僅會(huì)使型腔表面粗糙度值增加，也會(huì)使模具型腔尺寸變化。值增加，也會(huì)使模具型腔尺寸變化。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模

8、具材料模具材料塑料模具材料腐蝕腐蝕：塑料模受腐蝕后將會(huì)導(dǎo)致模具表：塑料模受腐蝕后將會(huì)導(dǎo)致模具表面的腐蝕面的腐蝕磨損，從而加劇其磨損效應(yīng)磨損，從而加劇其磨損效應(yīng)。變形變形：模具在持續(xù)受熱，受壓條件下工作后，會(huì)發(fā)生：模具在持續(xù)受熱，受壓條件下工作后，會(huì)發(fā)生局局部塑性變形部塑性變形而實(shí)效，例如：生產(chǎn)中常用的滲碳鋼或碳素工而實(shí)效，例如：生產(chǎn)中常用的滲碳鋼或碳素工具鋼制膠木模，在菱角處受負(fù)荷最大而產(chǎn)生塑性變形，出具鋼制膠木模，在菱角處受負(fù)荷最大而產(chǎn)生塑性變形，出現(xiàn)表面起皺，凹陷，麻點(diǎn)甚至棱角塌歪等；或者分型面變現(xiàn)表面起皺，凹陷，麻點(diǎn)甚至棱角塌歪等；或者分型面變形間隙擴(kuò)大導(dǎo)致飛邊增大而使塑件報(bào)廢。如果是小

9、型模具形間隙擴(kuò)大導(dǎo)致飛邊增大而使塑件報(bào)廢。如果是小型模具在大噸位壓力機(jī)上超載使用，更容易出現(xiàn)這種在大噸位壓力機(jī)上超載使用，更容易出現(xiàn)這種失效失效形式。形式。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料斷裂斷裂：塑料：塑料模模多數(shù)形狀復(fù)雜。存在許多多數(shù)形狀復(fù)雜。存在許多凹角，薄邊凹角，薄邊等。這些部位易造成應(yīng)力集中等。這些部位易造成應(yīng)力集中，當(dāng)韌性不足時(shí)，就會(huì)，當(dāng)韌性不足時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致開裂。斷裂的主要原因是由于結(jié)構(gòu)，溫差而產(chǎn)生導(dǎo)致開裂。斷裂的主要原因是由于結(jié)構(gòu)，溫差而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，熱應(yīng)力，或因回火不足，在使用溫度下，的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，熱應(yīng)力，或因回火不足，在使用溫度下，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R

10、氏體，引起的局部體積膨脹，在殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，引起的局部體積膨脹，在模具內(nèi)部產(chǎn)生的組合應(yīng)力所致。模具內(nèi)部產(chǎn)生的組合應(yīng)力所致。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料5.1.3 對(duì)塑料模具材料的性能要求對(duì)塑料模具材料的性能要求較高的耐熱性：較高的耐熱性： 足夠的強(qiáng)度和硬度足夠的強(qiáng)度和硬度良好的耐磨性良好的耐磨性良好的耐蝕性良好的耐蝕性良好的切削加工性良好的切削加工性良好的鏡面拋光率良好的鏡面拋光率良好的電加工性良好的電加工性良好的花紋圖案光蝕性良好的花紋圖案光蝕性機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料5.2.1塑料模具用鋼的分類塑料模具用鋼的分類類別類

11、別牌號(hào)牌號(hào)類別類別牌號(hào)牌號(hào)滲碳型滲碳型20，20Cr，20Mn，12CrNiMo，DT1，DT2, 0Cr4NiMoV預(yù)硬型預(yù)硬型3Cr2Mo，5NiSCa，4Cr5MnSiV，Y20CrNi3AlMnMo（SM2），），Y55CrNiMnMoV(SM1)，8Cr2MnWMoVS（8Cr2S） 調(diào)質(zhì)型調(diào)質(zhì)型45,50,55,40Cr，40Mn，50Mn，4Cr5MoSiV，38CrMoAlA耐蝕型耐蝕型3Cr13,2Cr13，Cr16Ni4Cu3N1（PCR）1Cr18Ni9,3Cr17Mo，0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）淬硬型淬硬型T，T，T,5CrNiMo，9SiCr, 9Cr

12、WMn,GCr15,3Cr2W8V,Cr12MoV,45CrNiMoVSi,6CrNiSiMnMoV(CD)實(shí)效實(shí)效硬化型硬化型18Ni140,18Ni170,1Ni210,10Ni3MnCuAl(PMS), 18Ni9Co, 06Ni16MoVTiAl, 25CrNi3MoAl表表1 1 塑料模具用鋼分類塑料模具用鋼分類機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料5.2.2 滲碳型塑料模具用鋼滲碳型塑料模具用鋼 滲碳型塑料模具用鋼主要用于冷擠壓成型的塑料模滲碳型塑料模具用鋼主要用于冷擠壓成型的塑料模。 為了便于冷擠壓成型，這類鋼在退火態(tài)需有高的塑性為了便于冷擠壓成型，這類鋼在退

13、火態(tài)需有高的塑性和低的變形抗力，成型復(fù)雜型腔時(shí)，退火硬度要低于和低的變形抗力，成型復(fù)雜型腔時(shí)，退火硬度要低于100HBS，成型淺型腔時(shí)，其退火硬度要低于，成型淺型腔時(shí)，其退火硬度要低于160HBS。 因此，對(duì)這類鋼要求有低的或超低的含碳量，同時(shí)鋼中加因此，對(duì)這類鋼要求有低的或超低的含碳量，同時(shí)鋼中加入能提高淬透性而固溶強(qiáng)化鐵素體效果又小的合金元素，如入能提高淬透性而固溶強(qiáng)化鐵素體效果又小的合金元素，如Cr，Ni。為了提高耐磨性，這類鋼在冷加壓成型后一般都進(jìn)。為了提高耐磨性，這類鋼在冷加壓成型后一般都進(jìn)行滲碳和淬火處理，表面硬度可達(dá)行滲碳和淬火處理，表面硬度可達(dá)5862HRC。機(jī)械制造工程系機(jī)械

14、制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 10鋼，鋼，20鋼是最簡單，最便宜的滲碳鋼，經(jīng)滲碳后鋼是最簡單，最便宜的滲碳鋼，經(jīng)滲碳后雖然表面有高強(qiáng)度，高耐磨性，但因?yàn)榇阃感圆睿牟侩m然表面有高強(qiáng)度，高耐磨性，但因?yàn)榇阃感圆?，心部?qiáng)度低，故只適宜于承受載荷較小，要求不高的塑料模強(qiáng)度低，故只適宜于承受載荷較小，要求不高的塑料模具。對(duì)于截面大，承受重載荷的用滲碳鋼制造的塑料模具。對(duì)于截面大，承受重載荷的用滲碳鋼制造的塑料模具，必須根據(jù)實(shí)際使用，采用不同級(jí)別的合金滲碳鋼。具，必須根據(jù)實(shí)際使用，采用不同級(jí)別的合金滲碳鋼。 常用的滲碳型塑料模具鋼主要有常用的滲碳型塑料模具鋼主要有20,20Cr， 12CrN

15、i3A 和和12Cr2Ni4A鋼，以及國內(nèi)最新研制的冷成型專用鋼鋼，以及國內(nèi)最新研制的冷成型專用鋼0Cr4NiMoV（LJ），），LJ鋼用于冷擠壓塑料模具的專用鋼鋼用于冷擠壓塑料模具的專用鋼種。種。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 該鋼使用于制造該鋼使用于制造中、小型塑料模具中、小型塑料模具。為了提高模具。為了提高模具型腔的耐磨性，模具型腔的耐磨性，模具成型后一般需要進(jìn)行滲碳處理成型后一般需要進(jìn)行滲碳處理，然，然后再進(jìn)行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有很高后再進(jìn)行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韌性。對(duì)于使用壽命硬度、高耐磨性

16、而心部具有很好的韌性。對(duì)于使用壽命要求不很高的模具，也可以直接進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理要求不很高的模具，也可以直接進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理鋼號(hào)鋼號(hào)CSiMnCrPS20Cr0.180.240.170.370.500.800.701.000.0300.030200.170.240.170.370.350.650.250.0350.035表表2 20Cr鋼的化學(xué)成分鋼的化學(xué)成分/%機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 20Cr鋼比相同含碳量的碳素鋼的強(qiáng)度和淬透性都明顯鋼比相同含碳量的碳素鋼的強(qiáng)度和淬透性都明顯地高地高，油淬到半馬氏體硬度的淬透性為，油淬到半馬氏體硬度的淬透性為2023mm。這。這種鋼

17、淬火低溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊種鋼淬火低溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌性良好，回火脆性不明顯。該鋼滲碳淬火表面強(qiáng)化處理韌性良好，回火脆性不明顯。該鋼滲碳淬火表面強(qiáng)化處理后，模具表面獲得細(xì)針狀的馬氏體，硬度為后，模具表面獲得細(xì)針狀的馬氏體，硬度為5862HRC；心部獲得低碳馬氏體組織，硬度在心部獲得低碳馬氏體組織，硬度在3540HRC。滲碳時(shí)鋼滲碳時(shí)鋼的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火以提高心部韌性，的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火以提高心部韌性，不宜降溫淬火。不宜降溫淬火。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 12CrNi3A鋼屬于合金滲碳鋼

18、，含鋼屬于合金滲碳鋼，含C量較低，且含量較低，且含Ni較多，有利的提高了該鋼的韌性和淬透性，較多，有利的提高了該鋼的韌性和淬透性，12CrNi3A比比12CrNi2A鋼有更高的淬透性，因此，鋼有更高的淬透性，因此，可以用于制造比可以用于制造比12CrNi2A鋼截面稍大的零件，適宜冷擠壓成型。鋼截面稍大的零件，適宜冷擠壓成型。主要用主要用于于冷擠壓成型的形狀復(fù)雜的淺型腔塑料模具和大，中型冷擠壓成型的形狀復(fù)雜的淺型腔塑料模具和大，中型切削加工成型的塑料模具。切削加工成型的塑料模具。CSiMnCrNiPS0.100.170.170.370.300.600.600.902.753.250.0250.0

19、25表表3 12CrNi3A鋼的化學(xué)成分鋼的化學(xué)成分/%機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 該鋼淬火低溫回火或高溫回火后都具有良好的綜合該鋼淬火低溫回火或高溫回火后都具有良好的綜合力學(xué)性能，鋼的低溫韌性好，缺口敏感性小，切削加工力學(xué)性能，鋼的低溫韌性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，當(dāng)硬度為性能良好，當(dāng)硬度為HB260320時(shí)，相對(duì)切削加工性為時(shí)，相對(duì)切削加工性為60%70%。另外，鋼退火后硬度低、塑性好，因此，。另外，鋼退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷擠壓既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷擠壓成型方法制造模具。成型方

20、法制造模具。 為提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要進(jìn)行滲碳處理，為提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要進(jìn)行滲碳處理，然后再進(jìn)行淬火和低溫回火然后再進(jìn)行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有高硬度、，從而保證模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韌性，該鋼適宜制造大、中型塑高耐磨性而心部具有很好的韌性，該鋼適宜制造大、中型塑料模具。但該鋼有回火脆性傾向和形成白點(diǎn)的傾向。料模具。但該鋼有回火脆性傾向和形成白點(diǎn)的傾向。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料（3） 0Cr4NiMoV（LJ） LJ鋼是華中理工大學(xué)與大冶鋼廠合作研制的一種冷鋼是華中理工大學(xué)與大冶鋼廠合作研制的一

21、種冷擠壓成型塑料模具鋼。此鋼有優(yōu)良的退火軟化能力，經(jīng)擠壓成型塑料模具鋼。此鋼有優(yōu)良的退火軟化能力，經(jīng)常規(guī)退火后，硬度能降至常規(guī)退火后，硬度能降至HB100左右，具有很好的冷擠左右，具有很好的冷擠壓成型能力。壓成型能力。CMoVMnCrNiSiPS0.080.200.600.080.150.200.303.604.200.300.700.200.0300.030表表4 LJ鋼的化學(xué)成分鋼的化學(xué)成分/%機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 LJ鋼冷成型性與工業(yè)純鐵相近，用冷擠壓的方式成鋼冷成型性與工業(yè)純鐵相近，用冷擠壓的方式成型的模具型腔輪廓清晰，光潔，精度高。型的模具型腔輪

22、廓清晰，光潔，精度高。LJ鋼具有良好鋼具有良好的鍛造性能和熱處理工藝性。退火硬度為的鍛造性能和熱處理工藝性。退火硬度為100-105HBS，可順利的進(jìn)行冷擠壓成型可順利的進(jìn)行冷擠壓成型，LJ鋼滲碳速度快，滲層深度鋼滲碳速度快，滲層深度比比20鋼多高一倍鋼多高一倍。通過固體滲碳工藝，表面硬度達(dá)。通過固體滲碳工藝，表面硬度達(dá)5860HRC，心部硬度為，心部硬度為2729HRC，熱處理變形微小。，熱處理變形微小。 LJ鋼主要用來替代鋼主要用來替代10鋼，鋼，20鋼及工業(yè)純鐵等冷擠壓成型鋼及工業(yè)純鐵等冷擠壓成型的的精密塑料模精密塑料模。由于滲碳淬硬層較深，不會(huì)出現(xiàn)型腔表面塌。由于滲碳淬硬層較深，不會(huì)出

23、現(xiàn)型腔表面塌陷和內(nèi)壁咬傷的現(xiàn)象，使用效果良好。陷和內(nèi)壁咬傷的現(xiàn)象，使用效果良好。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料6.2.3 預(yù)硬型塑料模具鋼預(yù)硬型塑料模具鋼6.2.3 預(yù)硬型塑料模具鋼預(yù)硬型塑料模具鋼5.2.3 預(yù)硬型塑料模具鋼預(yù)硬型塑料模具鋼 所謂預(yù)硬型塑料模具鋼就是供應(yīng)時(shí)已預(yù)先進(jìn)行了熱所謂預(yù)硬型塑料模具鋼就是供應(yīng)時(shí)已預(yù)先進(jìn)行了熱處理，并使之達(dá)到模具使用態(tài)硬度，該硬度變化范圍較處理，并使之達(dá)到模具使用態(tài)硬度，該硬度變化范圍較大，較低硬度為大，較低硬度為2535HRC，較高硬度為，較高硬度為4050HRC，在，在這些硬度條件下把模具加工成型后，不再進(jìn)行熱處理而這些硬度

24、條件下把模具加工成型后，不再進(jìn)行熱處理而直接使用，避免由于熱處理而引起的模具變形和開裂，直接使用，避免由于熱處理而引起的模具變形和開裂，從而保證了模具的制造精度。從而保證了模具的制造精度。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 我國近年研究的預(yù)硬型塑料模具鋼，大多數(shù)是以我國近年研究的預(yù)硬型塑料模具鋼，大多數(shù)是以中碳鋼為基礎(chǔ)，加入適量的中碳鋼為基礎(chǔ)，加入適量的Cr，Mn，Ni，Mo，V等合等合金元素制成。為了解決在較高硬度下切削加工難度大金元素制成。為了解決在較高硬度下切削加工難度大的問題，通過向鋼種加入的問題，通過向鋼種加入S，Ca，Pb，Se等元素，以改等元素，以改善切削

25、加工性能，從而制得易切削預(yù)硬鋼，它們可使善切削加工性能，從而制得易切削預(yù)硬鋼，它們可使模具在較高硬度下順利完成車，鉆，銑，鏜，磨等加模具在較高硬度下順利完成車，鉆，銑，鏜，磨等加工過程。工過程。有些預(yù)硬鋼可以在模具成型后進(jìn)行滲氮處理，有些預(yù)硬鋼可以在模具成型后進(jìn)行滲氮處理，在不降低基體使用硬度的前提下使模具的表面硬度和在不降低基體使用硬度的前提下使模具的表面硬度和耐磨性顯著提高。耐磨性顯著提高。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 常用的預(yù)硬型的塑料模具鋼可以分為兩類：一類是常用的預(yù)硬型的塑料模具鋼可以分為兩類：一類是結(jié)合塑料模具要求單獨(dú)開發(fā)的鋼種，如結(jié)合塑料模具要求單獨(dú)

26、開發(fā)的鋼種，如3Cr2Mo(美國美國)，3Cr2MnNiMo（瑞典）鋼等；另一類是借用合金結(jié)構(gòu)（瑞典）鋼等；另一類是借用合金結(jié)構(gòu)鋼和一些熱作模具鋼的成熟鋼號(hào)，如鋼和一些熱作模具鋼的成熟鋼號(hào)，如40Cr，42CrMo，3CrMnSiNi2A，5CrNiMo，5CrMnMo，4Cr5MoSiV1,4Cr5MoSiV等。等。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 3Cr2Mo(P20)系列鋼中的主要鋼種及化學(xué)成分見系列鋼中的主要鋼種及化學(xué)成分見表表5，由表可見，該系列鋼屬于中碳合金鋼。，由表可見，該系列鋼屬于中碳合金鋼。牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分化學(xué)成分W/%CMnSiCrNiMoSP3C

27、r2Mo(P20)0.340.800.501.70-0.430.030.033Cr2NiMo(P4410)0.360.850.401.851.00.350.020.0154Cr2MnNiMo（718）0.401.50.302.01.10.20.030.03表表5 部分部分3Cr2Mo系列鋼的成分系列鋼的成分機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 3Cr2Mo鋼鋼 該鋼與美國通用型塑料模具鋼該鋼與美國通用型塑料模具鋼P(yáng)20是同一類型鋼。是同一類型鋼。生產(chǎn)中多采用電爐熔煉，真空除氣和特殊脫氧處理，因生產(chǎn)中多采用電爐熔煉，真空除氣和特殊脫氧處理，因此，鋼的純凈度較高。不僅鏡面拋光

28、性比較好，而且力此，鋼的純凈度較高。不僅鏡面拋光性比較好，而且力學(xué)性能均勻。該鋼含學(xué)性能均勻。該鋼含Cr，Mo量較高，故淬透性好，通量較高，故淬透性好，通常采用調(diào)質(zhì)預(yù)硬處理，預(yù)硬硬度為常采用調(diào)質(zhì)預(yù)硬處理，預(yù)硬硬度為3036HRC。為了增。為了增加表面耐磨性，可以在成型加工后進(jìn)行表面處理，如鍍加表面耐磨性，可以在成型加工后進(jìn)行表面處理，如鍍Cr，滲碳處理等。，滲碳處理等。該鋼主要用于中，小型或大型復(fù)雜，精密塑料模該鋼主要用于中，小型或大型復(fù)雜，精密塑料模。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料3Cr2NiMo(P4410) 該鋼是該鋼是P20的改進(jìn)型，即在的改進(jìn)型，即在3Cr

29、2Mo鋼的基礎(chǔ)上添加質(zhì)鋼的基礎(chǔ)上添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為量分?jǐn)?shù)為1.8%1.2%的的Ni，由于，由于Ni的作用，該鋼具有更高的作用，該鋼具有更高的淬透性，強(qiáng)韌性和抗蝕性。該鋼采用真空脫氣，鋼包噴的淬透性，強(qiáng)韌性和抗蝕性。該鋼采用真空脫氣，鋼包噴粉精煉。鋼錠經(jīng)水壓機(jī)粉精煉。鋼錠經(jīng)水壓機(jī) 后進(jìn)行粗加工，再經(jīng)超聲波探傷后后進(jìn)行粗加工，再經(jīng)超聲波探傷后進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。因此，該鋼純凈度高，組織致密，鏡面進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。因此，該鋼純凈度高，組織致密，鏡面拋光性好，表面粗糙度拋光性好，表面粗糙度Ra值達(dá)值達(dá)0.010.005um。該鋼調(diào)質(zhì)預(yù)。該鋼調(diào)質(zhì)預(yù)硬化處理硬度為硬化處理硬度為3236HRC，具有良好的車，銑，磨等

30、加，具有良好的車，銑，磨等加工性能。工性能。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 可采用局部淬火的方法：采用火焰對(duì)局部表面加熱至可采用局部淬火的方法：采用火焰對(duì)局部表面加熱至800825，然后空冷或用壓縮空氣冷卻，使局部表面淬硬，然后空冷或用壓縮空氣冷卻，使局部表面淬硬至至5662HRC，以增加模具的使用壽命。該鋼的焊接性良好，以增加模具的使用壽命。該鋼的焊接性良好，模具局部損壞可用補(bǔ)焊法修補(bǔ)。模具局部損壞可用補(bǔ)焊法修補(bǔ)。 PP4410鍍鍍Cr后。鍍層與基體金屬結(jié)合良好，表面硬度后。鍍層與基體金屬結(jié)合良好，表面硬度可達(dá)可達(dá)1000HV，可顯著提高模具的耐磨性和耐蝕性。，可

31、顯著提高模具的耐磨性和耐蝕性。 該鋼主要用于優(yōu)質(zhì)預(yù)硬型截面厚度該鋼主要用于優(yōu)質(zhì)預(yù)硬型截面厚度250mm的塑料制品，的塑料制品，如電視機(jī)外殼，洗衣機(jī)面板等。如電視機(jī)外殼，洗衣機(jī)面板等。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料C Cr Ni Mn Mo V S Ca 0.500.60 0.801.20 0.801.20 0.801.20 0.300.60 0.150.30 0.060.15 0.0020.008 5CrMnNiMoVSCa鋼的化學(xué)成分鋼的化學(xué)成分w/% 該鋼屬于該鋼屬于S，Ca復(fù)合系易切削預(yù)硬化模具鋼，其復(fù)合系易切削預(yù)硬化模具鋼，其Wc為為0.57，合金元素總質(zhì)量

32、分?jǐn)?shù)小于，合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4%。該鋼采用噴射冶金技術(shù)，。該鋼采用噴射冶金技術(shù)，從而消除了硫化物分布不均導(dǎo)致的有害影響，有效地提高了從而消除了硫化物分布不均導(dǎo)致的有害影響，有效地提高了該鋼的韌性，均勻性和等方向性。研究表明，硫化物夾雜不該鋼的韌性，均勻性和等方向性。研究表明，硫化物夾雜不影響鋼的鏡面拋光性，因此影響鋼的鏡面拋光性，因此該鋼不僅具有良好的切削加工性，該鋼不僅具有良好的切削加工性，而且鏡面拋光性也好，蝕刻花紋圖案清晰逼真，并在使用中而且鏡面拋光性也好，蝕刻花紋圖案清晰逼真，并在使用中又較強(qiáng)的保持模具鏡面的能力。又較強(qiáng)的保持模具鏡面的能力。表表7 6CrMnNiMoVSCa鋼的化

33、學(xué)成分鋼的化學(xué)成分w/%機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 5NiSCa鋼預(yù)硬化處理后的硬度為鋼預(yù)硬化處理后的硬度為3545HRC，在次，在次預(yù)硬狀態(tài)下可順利進(jìn)行各種機(jī)械加工，鏡面拋光后表面預(yù)硬狀態(tài)下可順利進(jìn)行各種機(jī)械加工，鏡面拋光后表面粗糙度粗糙度Ra值可達(dá)到值可達(dá)到0.050.025um。拋光后的模具，置于。拋光后的模具，置于大氣中容易銹蝕氧化，應(yīng)及時(shí)鍍大氣中容易銹蝕氧化，應(yīng)及時(shí)鍍Cr或滲氮處理，既保護(hù)或滲氮處理，既保護(hù)型腔表面，又增加表面硬度和耐磨性。型腔表面，又增加表面硬度和耐磨性。 5NiSCa鋼可用于制作型腔復(fù)雜，精密的大，中，小型注鋼可用于制作型腔復(fù)雜，精

34、密的大，中，小型注射模，橡膠模和膠木模。模具質(zhì)量和壽命超過射模，橡膠模和膠木模。模具質(zhì)量和壽命超過P20系列鋼，接系列鋼，接近進(jìn)口模具的先進(jìn)水平，近進(jìn)口模具的先進(jìn)水平，如如5NiSCa鋼制的透明窗模具，預(yù)硬鋼制的透明窗模具，預(yù)硬硬度為硬度為40HRC，表面粗糙度與進(jìn)口，表面粗糙度與進(jìn)口P20相同，壽命相同，壽命50萬件，萬件，進(jìn)口進(jìn)口P20同類模具壽命僅為同類模具壽命僅為20萬件。又如：萬件。又如：5NiSCa制的磁帶制的磁帶內(nèi)盒模具，預(yù)硬硬度為內(nèi)盒模具，預(yù)硬硬度為4045HRC，平均壽命，平均壽命200萬件，同樣萬件，同樣超過進(jìn)口的同類模具。超過進(jìn)口的同類模具。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系

35、模具材料模具材料塑料模具材料（3）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）鋼）鋼C Si Mn Cr W Mo V S P 0.750.85 0.40 1.301.70 2.302.60 0.701.10 0.500.80 0.100.25 0.080.15 0.030 表表8 8Cr2MnWMoVS鋼的化學(xué)成分鋼的化學(xué)成分w/% 該鋼具有高碳多元合金化的成分特點(diǎn)，加入該鋼具有高碳多元合金化的成分特點(diǎn)，加入S獲得易獲得易切削的性能。它經(jīng)切削的性能。它經(jīng)860900空淬，空淬，160250回火處于高回火處于高硬狀態(tài)，可用作薄板精密件冷沖裁模；它經(jīng)調(diào)質(zhì)硬態(tài)處理，硬狀態(tài)，可用作薄板精密件冷沖裁模；它經(jīng)調(diào)

36、質(zhì)硬態(tài)處理，可用于多種塑料模具。由于淬透性好，空冷淬透直徑達(dá)可用于多種塑料模具。由于淬透性好，空冷淬透直徑達(dá)100mm以上，空淬硬度為以上，空淬硬度為61.562HRC，熱處理變形小，熱處理變形小，并具有良好的強(qiáng)韌性和高的耐磨性。并具有良好的強(qiáng)韌性和高的耐磨性。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料8Cr2S的預(yù)硬處理工藝一般為的預(yù)硬處理工藝一般為860880空淬，空淬，550620回回火二次，每次火二次，每次2h,的硬度為的硬度為4448HRC，經(jīng)此調(diào)質(zhì)預(yù)處理，經(jīng)此調(diào)質(zhì)預(yù)處理后，可用高速鋼或硬質(zhì)刀具進(jìn)行車，刨，銑，鏜，鉆，后，可用高速鋼或硬質(zhì)刀具進(jìn)行車，刨，銑，鏜，鉆，攻

37、絲等常規(guī)加工，其切削加工性能與退火攻絲等常規(guī)加工，其切削加工性能與退火T10A鋼（鋼（200 HBS）相當(dāng)。該鋼經(jīng)電渣重溶，材質(zhì)均勻，組織細(xì)密，純）相當(dāng)。該鋼經(jīng)電渣重溶，材質(zhì)均勻，組織細(xì)密，純凈度高，其磨削和拋光加工性能良好。采用相同的研磨凈度高，其磨削和拋光加工性能良好。采用相同的研磨加工，其表面粗糙度比一般合金工具鋼低。加工，其表面粗糙度比一般合金工具鋼低。 8Cr2S鋼作為預(yù)硬度鋼適宜于制作各種類型的塑料鋼作為預(yù)硬度鋼適宜于制作各種類型的塑料模模，膠木模，陶土磁料模以及印刷線路板沖孔模，使用壽命較一膠木模，陶土磁料模以及印刷線路板沖孔模，使用壽命較一般的合金工具鋼高般的合金工具鋼高23倍

38、。倍。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料（4）Y55CrNiMnMoV(SM1)及及Y20CrNi3AlMnMo（SM2） 這兩種鋼都是加這兩種鋼都是加S的易切削塑料模具鋼，均為預(yù)硬態(tài)的易切削塑料模具鋼，均為預(yù)硬態(tài)供應(yīng)，預(yù)硬度為供應(yīng)，預(yù)硬度為3540HRC，其中，其中SM2鋼淬回火硬度略鋼淬回火硬度略低于低于SM1鋼。鋼。 這兩種易切削效果明顯，性能穩(wěn)定，綜合性能明顯優(yōu)這兩種易切削效果明顯，性能穩(wěn)定，綜合性能明顯優(yōu)于于45鋼，鋼，使用壽命長使用壽命長，均可用來制造各類塑料模具以及膠，均可用來制造各類塑料模具以及膠木線路板沖孔模，精沖模導(dǎo)向板等，使用效果顯著，部分木線路板

39、沖孔模，精沖模導(dǎo)向板等，使用效果顯著，部分模具的使用壽命見表模具的使用壽命見表9機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料模具名稱模具名稱原用材料原用材料壽命壽命現(xiàn)用材料現(xiàn)用材料壽命壽命ZL400型透明罩型透明罩模模CrWMn，4510萬次報(bào)廢萬次報(bào)廢SM250萬次以上未修萬次以上未修模模量角器，三角尺量角器，三角尺模模3BCrMoAl5萬次報(bào)廢萬次報(bào)廢SM130萬次以上無破萬次以上無破損損牙刷模牙刷模4543萬次報(bào)廢萬次報(bào)廢SM1290萬次開始修萬次開始修模模紗管模紗管模CrWMn，4510萬次報(bào)廢萬次報(bào)廢SM140萬次開始修模萬次開始修模JG304C型照相機(jī)型照相機(jī)模模45

40、5萬次報(bào)廢萬次報(bào)廢SM225萬次開始修模萬次開始修模出口玩具模出口玩具模瑞典進(jìn)口瑞典進(jìn)口718,8407SM1，SM2滿足出口要求滿足出口要求出口保溫瓶模出口保溫瓶模455萬次報(bào)廢萬次報(bào)廢SM1，SM230萬次萬次線路板沖模線路板沖模CrWMnSM1滿意滿意 表表9 部分模具使用壽命部分模具使用壽命機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料5.2.4 淬硬性塑料模具鋼淬硬性塑料模具鋼 對(duì)于負(fù)荷較大的熱固性塑料模和注射模，除了型對(duì)于負(fù)荷較大的熱固性塑料模和注射模，除了型腔表面應(yīng)有高耐磨性之外，還腔表面應(yīng)有高耐磨性之外，還要求模具基體既有較高要求模具基體既有較高的強(qiáng)度，硬度和韌性，

41、以避免或減少模具在使用中產(chǎn)的強(qiáng)度，硬度和韌性，以避免或減少模具在使用中產(chǎn)生塌陷，變形和開裂現(xiàn)象生塌陷，變形和開裂現(xiàn)象。這類模具可選用淬硬型塑。這類模具可選用淬硬型塑料模具用鋼來制造。料模具用鋼來制造。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 常用的淬硬型塑料模具鋼有：常用的淬硬型塑料模具鋼有：碳素工具鋼碳素工具鋼（如（如T7A，T10A）,低合金冷作模具鋼低合金冷作模具鋼（如（如9SiCr，9Mn2V,CrWMn，GCr15,7CrSiMnMoV鋼等），鋼等），Cr12型鋼型鋼（如（如Cr12MnV鋼），鋼），高速鋼高速鋼（如（如W6Mo5Cr4V2鋼），鋼），基體鋼和某些熱

42、作基體鋼和某些熱作模具鋼等模具鋼等。這些鋼的最終熱處理一般是淬火加低溫回火。這些鋼的最終熱處理一般是淬火加低溫回火（少數(shù)采用中溫回火和高溫回火），熱處理硬度通常在（少數(shù)采用中溫回火和高溫回火），熱處理硬度通常在4550HRC以上。以上。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 碳素工具鋼碳素工具鋼僅適用于制作尺寸不大，受力較小，形僅適用于制作尺寸不大，受力較小，形狀簡單以及防變形要求不高的塑料模，利用其淬透性低狀簡單以及防變形要求不高的塑料模，利用其淬透性低的特點(diǎn)來制作要求表面耐磨而心部有一定韌性的凹模是的特點(diǎn)來制作要求表面耐磨而心部有一定韌性的凹模是十分適宜的；十分適宜的；

43、 低合金冷作模具鋼低合金冷作模具鋼主要用于制作尺寸較大，形狀較主要用于制作尺寸較大，形狀較復(fù)雜的精度較高的塑料模；復(fù)雜的精度較高的塑料模； Cr12MoV鋼鋼適宜制作要求高耐磨的大型，復(fù)雜和精適宜制作要求高耐磨的大型，復(fù)雜和精密的塑料模；密的塑料模； W6Mo5Cr4V2鋼適于制作要求強(qiáng)度高和耐磨性好的鋼適于制作要求強(qiáng)度高和耐磨性好的塑料模；熱作模具鋼適合于制作有較高強(qiáng)韌性和一定耐塑料模；熱作模具鋼適合于制作有較高強(qiáng)韌性和一定耐磨性要求的塑料模。磨性要求的塑料模。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 另外，另外，GD鋼鋼也是近年新推廣使用的一種淬硬性也是近年新推廣使用的一

44、種淬硬性塑料模具鋼，由于該鋼強(qiáng)韌性高，淬透性和耐磨性塑料模具鋼，由于該鋼強(qiáng)韌性高，淬透性和耐磨性好，淬火變形小，成本低，用此鋼取代好，淬火變形小，成本低，用此鋼取代Cr12MoV鋼鋼或基體鋼制作大型，高耐磨，高精度塑料模，不僅或基體鋼制作大型，高耐磨，高精度塑料模，不僅降低了成本，而且提高了模具的使用壽命。降低了成本，而且提高了模具的使用壽命。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料5.2.5 時(shí)效型塑料模具鋼時(shí)效型塑料模具鋼 時(shí)效硬化型塑料模具用鋼的共同特點(diǎn)是碳含量低、時(shí)效硬化型塑料模具用鋼的共同特點(diǎn)是碳含量低、合金度較高，經(jīng)高溫淬火合金度較高，經(jīng)高溫淬火(固溶處理固溶處理

45、)后，鋼處于軟化后，鋼處于軟化狀態(tài)，組織為單一的過飽和固溶體。狀態(tài)，組織為單一的過飽和固溶體。 采用此類鋼制造塑料模具時(shí)，可在固溶處理后進(jìn)采用此類鋼制造塑料模具時(shí)，可在固溶處理后進(jìn)行模具的行模具的機(jī)械成型加工機(jī)械成型加工，然后通過，然后通過時(shí)效處理時(shí)效處理，使模具，使模具獲得使用狀態(tài)的強(qiáng)度和硬度，這就有效地保證了模具獲得使用狀態(tài)的強(qiáng)度和硬度，這就有效地保證了模具最終尺寸和形狀的精度。最終尺寸和形狀的精度。 時(shí)效型塑料模具鋼可分為時(shí)效型塑料模具鋼可分為馬氏體時(shí)效鋼馬氏體時(shí)效鋼和和析出析出硬化型時(shí)效鋼硬化型時(shí)效鋼，下面分別作說明，下面分別作說明: :機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑

46、料模具材料 時(shí)效處理時(shí)效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度放置或室溫保持形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。其性能，形狀，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時(shí)間進(jìn)行時(shí)若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時(shí)間進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效處理工藝，稱為效處理的時(shí)效處理工藝，稱為人工時(shí)效處理人工時(shí)效處理，若將，若將工件放置在室溫或自然條件下長時(shí)間存放而發(fā)生的工件放置在室溫或自然條件下長時(shí)間存放而發(fā)生的時(shí)效現(xiàn)象，稱為時(shí)效現(xiàn)象，稱為自然時(shí)效處理自然時(shí)效處理。 時(shí)效處理的目

47、的時(shí)效處理的目的，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機(jī)械性能等。和尺寸，改善機(jī)械性能等。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料介紹幾種時(shí)效硬化型塑料模具用鋼介紹幾種時(shí)效硬化型塑料模具用鋼: 25CrNi3MoAl鋼鋼; 18Ni類鋼類鋼 ; 06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）鋼）鋼 ;10Ni3MnCuAlMoS（PMS）鏡面塑料模具鋼）鏡面塑料模具鋼 ; Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼）鋼;機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 該鋼相當(dāng)于日本的該鋼相當(dāng)于日本的MASI鋼，屬于低碳馬氏體時(shí)鋼，屬于低碳馬氏

48、體時(shí)效鋼，經(jīng)固溶處理效鋼，經(jīng)固溶處理-時(shí)效后，具有很高的強(qiáng)度和韌性，時(shí)效后，具有很高的強(qiáng)度和韌性，又有良好的耐蝕型，而且時(shí)效變形小，又有良好的耐蝕型，而且時(shí)效變形小，主要用來制主要用來制作高精度，超鏡面，型腔復(fù)雜，大截面，大批生產(chǎn)作高精度，超鏡面，型腔復(fù)雜，大截面，大批生產(chǎn)的塑料模具的塑料模具。但這類鋼含。但這類鋼含Ni量高，價(jià)格昂貴，應(yīng)用量高，價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到限制。受到限制。（1）18Ni類鋼類鋼機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料（2）25CrNi3MoAl 該鋼是國內(nèi)研制的一種低該鋼是國內(nèi)研制的一種低Ni時(shí)效鋼，適用制作各時(shí)效鋼，適用制作各種塑料模具。種塑料模具。

49、 用于制作高精密塑料模具時(shí)，熱處理工藝與一般用于制作高精密塑料模具時(shí)，熱處理工藝與一般精密塑料模具相同，但為了進(jìn)一步減小時(shí)效變形，在精密塑料模具相同，但為了進(jìn)一步減小時(shí)效變形，在模具的半加工后，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力回火，即加熱到模具的半加工后，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力回火，即加熱到650保溫保溫1h，以消除粗加工，半精加工中產(chǎn)生的應(yīng)，以消除粗加工，半精加工中產(chǎn)生的應(yīng)力，然后再進(jìn)行精加工，經(jīng)此處理后，時(shí)效變形率為力，然后再進(jìn)行精加工，經(jīng)此處理后，時(shí)效變形率為-0.01%0.02%。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 該鋼不僅鏡面加工性良好，圖案蝕刻性能優(yōu)良，該鋼不僅鏡面加工性良好，圖案蝕刻性

50、能優(yōu)良，光刻圖案清晰均勻，而且，滲氮工藝性良好光刻圖案清晰均勻，而且，滲氮工藝性良好，滲氮，滲氮后表面可達(dá)后表面可達(dá)1100HV以上的硬度。以上的硬度。 該鋼該鋼還可以用于制造冷擠壓型腔的塑料成型模還可以用于制造冷擠壓型腔的塑料成型模。冷擠壓成型是在模具毛坯經(jīng)淬火高溫回火軟化處理冷擠壓成型是在模具毛坯經(jīng)淬火高溫回火軟化處理后進(jìn)行的。冷加壓型腔成型后，應(yīng)進(jìn)行真空時(shí)效處后進(jìn)行的。冷加壓型腔成型后，應(yīng)進(jìn)行真空時(shí)效處理或滲氮處理。理或滲氮處理。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料（3）06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）鋼）鋼 此鋼屬于低此鋼屬于低Ni馬氏體時(shí)效鋼，價(jià)格比馬氏

51、體時(shí)效鋼，價(jià)格比18Ni類鋼低類鋼低得多，得多，該鋼突出的優(yōu)點(diǎn)是熱處理變形小該鋼突出的優(yōu)點(diǎn)是熱處理變形小，時(shí)效處理后，時(shí)效處理后的變形率僅為的變形率僅為0.020.05%，這是高碳鋼和易切削所不，這是高碳鋼和易切削所不及的。及的。 固溶處理后硬度為固溶處理后硬度為2528HRC。在此硬度值下，切削。在此硬度值下，切削加工性能和拋光性能都很好，經(jīng)機(jī)械加工成型及鉗工修理加工性能和拋光性能都很好，經(jīng)機(jī)械加工成型及鉗工修理和拋光后進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效后的硬度為和拋光后進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效后的硬度為4348HRC，變，變形率形率0.05%，并且具有良好的綜合力學(xué)性能和一定的耐蝕并且具有良好的綜合力學(xué)性能和一

52、定的耐蝕性能，以及良好的滲性能，以及良好的滲N，鍍，鍍Cr，焊接工藝性。，焊接工藝性。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 該鋼適用于制造精度比較高又必須淬硬該鋼適用于制造精度比較高又必須淬硬（40HRC）的精密塑料模，比用調(diào)質(zhì)鋼和碳素工具）的精密塑料模，比用調(diào)質(zhì)鋼和碳素工具鋼可提高壽命鋼可提高壽命2倍以上，例如，制作的磁帶盒模具，其倍以上，例如，制作的磁帶盒模具，其平均壽命可達(dá)平均壽命可達(dá)110萬次以上。萬次以上。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料（4）10Ni3CuAlMoS（PMS）鋼）鋼 PMS鋼是一種新型的鋼是一種新型的Ni-Cu-Al系

53、失效硬化型塑料模系失效硬化型塑料模具鋼，因鏡面加工性能好，也被稱為鏡面塑料模具鋼。具鋼，因鏡面加工性能好，也被稱為鏡面塑料模具鋼。此鋼熱處理后獲得貝氏體和馬氏體雙相組織，具有良好此鋼熱處理后獲得貝氏體和馬氏體雙相組織，具有良好的綜合力學(xué)性能，淬透性高，熱處理變形小，切削加工的綜合力學(xué)性能，淬透性高，熱處理變形小，切削加工性能良好，可作鏡面拋光，性能良好，可作鏡面拋光，適用于制造有鏡面要求和精適用于制造有鏡面要求和精細(xì)花紋圖案蝕刻性能要求的透明塑料和其他各種熱塑料細(xì)花紋圖案蝕刻性能要求的透明塑料和其他各種熱塑料的成型模具的成型模具。滲。滲N處理后還可用于制造添加無機(jī)纖維的處理后還可用于制造添加無

54、機(jī)纖維的增強(qiáng)工程塑料制品成型模具。增強(qiáng)工程塑料制品成型模具。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 PMS鋼具有良好的鍛造性能鋼具有良好的鍛造性能，鍛造溫度范圍為，鍛造溫度范圍為8501150。固溶處理溫度為。固溶處理溫度為840900，空冷至室溫，空冷至室溫后硬度為后硬度為3035HRC。經(jīng)。經(jīng)650高溫回火后硬度可降至高溫回火后硬度可降至25HRC左右，此時(shí)，鋼材有極好的塑性，可進(jìn)行高精度左右，此時(shí)，鋼材有極好的塑性，可進(jìn)行高精度型腔的擠壓成型。再經(jīng)時(shí)效處理后仍能獲得較高的強(qiáng)度型腔的擠壓成型。再經(jīng)時(shí)效處理后仍能獲得較高的強(qiáng)度和和4043HRC的硬度。的硬度。 PMS鋼中

55、含有合金元素鋼中含有合金元素Al，Al有有N有極好的化合能力，因有極好的化合能力，因此此PMS鋼的滲氮能力強(qiáng)鋼的滲氮能力強(qiáng)，并且失效溫度和滲氮溫度極為接近，并且失效溫度和滲氮溫度極為接近，在滲氮處理的同時(shí)也可以進(jìn)行時(shí)效錘煉。滲氮后使模具的表在滲氮處理的同時(shí)也可以進(jìn)行時(shí)效錘煉。滲氮后使模具的表面硬度再次提高，因而增強(qiáng)了其耐磨性和抗黏著性。面硬度再次提高，因而增強(qiáng)了其耐磨性和抗黏著性。 PMS鋼還具有良好的焊接性鋼還具有良好的焊接性，可對(duì)損壞的模具進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)，可對(duì)損壞的模具進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù).機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料（5）Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼）鋼

56、Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼屬于含）鋼屬于含S系中合金系中合金失效硬化易切削預(yù)硬鋼。失效硬化易切削預(yù)硬鋼。它具有良好的綜合力學(xué)性能，它具有良好的綜合力學(xué)性能，加工工藝性和優(yōu)良的鏡面拋光性能，可滲氯。用于高加工工藝性和優(yōu)良的鏡面拋光性能，可滲氯。用于高精度模具。精度模具。 Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼中加入）鋼中加入Al，在時(shí)效時(shí)可以，在時(shí)效時(shí)可以析出硬化相析出硬化相Ni3Al。加入。加入Cr的主要作用是提高鋼的淬透性，因的主要作用是提高鋼的淬透性，因此此Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼比）鋼比PMS鋼的淬透性稍高，加鋼的淬透性稍高，加入入S和和Mn，可以形成易切

57、削相，可以形成易切削相MnS，因此，因此，SM2鋼的切削性鋼的切削性能優(yōu)于能優(yōu)于PMS。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼的鍛造工藝與）鋼的鍛造工藝與SM1相同，鍛后不必退火。相同，鍛后不必退火。SM2鋼的固溶加熱溫度為鋼的固溶加熱溫度為870930，硬度為，硬度為28HRC，具有良好的切削加工性能，具有良好的切削加工性能，加工成型后經(jīng)加工成型后經(jīng)500520時(shí)效處理，硬度為時(shí)效處理，硬度為40HRC。對(duì)。對(duì)于要求型腔表面光潔，精度較高的模具，可在此硬度下于要求型腔表面光潔，精度較高的模具，可在此硬度下進(jìn)行精加工，拋光表面。進(jìn)行

58、精加工，拋光表面。SM2鋼具有好的滲氯，氮碳共鋼具有好的滲氯，氮碳共滲，離子滲氯，氧氮共滲工藝性能。滲，離子滲氯，氧氮共滲工藝性能。 SM2鋼已經(jīng)在紗管模，三角尺模，牙刷模，相機(jī)模，玩具鋼已經(jīng)在紗管模，三角尺模，牙刷模，相機(jī)模，玩具模，線路板模等方面得到了廣泛應(yīng)用，完全可以取代進(jìn)口材料。模，線路板模等方面得到了廣泛應(yīng)用，完全可以取代進(jìn)口材料。機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 在生產(chǎn)聚氯乙烯，聚苯乙烯添加阻燃劑為原料的塑在生產(chǎn)聚氯乙烯，聚苯乙烯添加阻燃劑為原料的塑料制品時(shí)，模具材料必須具有一定的耐腐蝕性能。常用料制品時(shí)，模具材料必須具有一定的耐腐蝕性能。常用來制作模具的

59、耐蝕鋼有來制作模具的耐蝕鋼有3CCr13, 4Cr13, 9Cr18，Cr18MoV，Cr18Mo，Cr14Mo4V，1Cr17Ni2等不銹鋼等不銹鋼和馬氏體實(shí)效不銹鋼。和馬氏體實(shí)效不銹鋼。5.2.6 耐腐蝕型塑料模具鋼耐腐蝕型塑料模具鋼機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 常用于制作塑料模具的高常用于制作塑料模具的高C高高Cr型耐蝕鋼有型耐蝕鋼有9Cr18，Cr18MoV，Cr14Mo，Cr14Mo4V，PCR，4Cr13，1Cr17Ni2等。等。 高高C高高Cr型耐蝕鋼屬于萊氏體鋼，必須通過鍛造使粗型耐蝕鋼屬于萊氏體鋼，必須通過鍛造使粗大碳化物均勻分布大碳化物均勻分布

60、，鋼坯的鍛造加熱溫度為，鋼坯的鍛造加熱溫度為11001130 始鍛溫度為始鍛溫度為10501080，終鍛溫度為，終鍛溫度為850900。鍛后。鍛后砂冷或灰冷。砂冷或灰冷。 為降低鍛造后的硬度，改善切削加工性能，并為淬火做為降低鍛造后的硬度，改善切削加工性能，并為淬火做好組織準(zhǔn)備，好組織準(zhǔn)備，鍛后應(yīng)進(jìn)行球化退火鍛后應(yīng)進(jìn)行球化退火，退火組織為粒狀珠光體，退火組織為粒狀珠光體和均勻分布的碳化物，退火硬度為和均勻分布的碳化物，退火硬度為179255HBS。（1）高）高C高高Cr型耐蝕鋼型耐蝕鋼機(jī)械制造工程系機(jī)械制造工程系 模具材料模具材料塑料模具材料 4Cr13屬于馬氏體不銹鋼，嚴(yán)格的講，屬于馬氏體不