塑料模具鋼及其熱處理

8．1塑料模具的工作條件與性能要求8．1．1塑料模具材料的使用性能要求8．1．2塑料模具材料的工藝性能要求 8．2塑料模具材料的選用

8．2．1滲碳型塑料模具用鋼 8．2．2淬硬型塑料模具用鋼 8．2．3預(yù)硬型塑料模具用鋼 8．2．4時(shí)效硬化型塑料模具鋼 8．2．5耐蝕塑料模具鋼 8．2．6其它塑料模具材料 8．3塑料模具的熱處理及實(shí)例

8．3．1塑料模具的制造工藝路線 8．3．2塑料模具的熱處理特點(diǎn)8．3．3塑料模的表面處理第8章塑料模具鋼及其熱處理目錄

重點(diǎn)

1.了塑料模具材料的服役條件、失效特點(diǎn)和性能要求

2.合理地選擇塑料模具材料及熱處理工藝

8.1塑料模具的工作條件與性能要求塑料模具材料應(yīng)具有的性能包括使用性能和工藝性能兩方面。

8.1.1塑料模具材料的使用性能要求

1.硬度、耐磨性和耐蝕性2.強(qiáng)度、韌性和疲勞強(qiáng)度3.耐熱性4.尺寸穩(wěn)定性5.導(dǎo)熱性8.1.2塑料模具材料的工藝性能要求

1.切削加工性和表面拋光性2.塑性加工性3.電加工性4.熱處理工藝性5.表面處理工藝性6.表面刻蝕性能和鏡面加工性能7.焊接性能8.2塑料模具材料的選用

1.模具材料選擇的基本要求（1）綜合性能優(yōu)良

模具材料應(yīng)具有一定的硬度和耐磨性，使模具在特定的工作條件下能夠保持其形狀和尺寸的穩(wěn)定;應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，既能承受一定的高壓又能承受一定沖擊載荷的作用;應(yīng)具有一定的抗熱性能，包括一定的熱強(qiáng)性和熱硬性、熱穩(wěn)定性、熱疲勞抗力和抗粘著性等，以承受模具工作時(shí)因強(qiáng)烈的摩擦而產(chǎn)生的局部高溫。

（2）工藝性能良好

所選用的模具材料應(yīng)具有良好的冷、熱加工性能及熱處理工藝性能，制造簡(jiǎn)單，加工方便，能夠保證供應(yīng)且經(jīng)濟(jì)性合理等。

2.模具材料選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素

（1）模具的工作條件

包括承載力的大小、速度（沖擊狀況）、工作溫度及腐蝕情況等。

（2）模具的失效形式——塑性變形失效、磨損失效及斷裂失效。

（3）模具所加工的產(chǎn)品

——批量的大小、質(zhì)量的高低、材質(zhì)的好壞

（4）模具的結(jié)構(gòu)——模具的大小、形狀、模具工件的工作性質(zhì)等。模具的工作工件所用的材料應(yīng)該比其他工件所用的材料好。

（5）模具的制造工藝

（6）現(xiàn)有的設(shè)備及技術(shù)水平

8.2.1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具。為了便于冷擠壓成型，這類鋼在退火時(shí)必須有高的塑性和低的變形抗力，因此，對(duì)這類鋼要求有低的或超低的碳含量，為了提高模具的耐磨性，這類鋼在冷擠壓成型后一般都進(jìn)行滲碳和淬火、回火處理，表面硬度可達(dá)58～62HRC。

介紹兩個(gè)典型鋼種。

0Cr4NiMoV(LJ)鋼

12CrNi3A鋼

8.2.2淬硬型塑料模具用鋼

1.常用鋼種及熱處理

常用的淬硬型塑料模具用鋼有碳素工具鋼、低合金冷作模具鋼、Cr12型鋼、高速鋼、基體鋼和某些熱作模具鋼等。這些鋼的最終熱處理一般是淬火和低溫回火(少數(shù)采用中溫回火或高溫回火)，熱處理后的硬度通常在45HRC以上。

2.實(shí)際應(yīng)用

碳素工具鋼僅適于制造尺寸不大，受力較小，形狀簡(jiǎn)單以及變形要求不高的塑料模具;低合金冷作模具鋼主要用于制造尺寸較大、形狀較復(fù)雜和精度較高的塑料模具;Cr12型鋼適于制造要求高耐磨性的大型、復(fù)雜和精密的塑料模具;熱作模具鋼適于制造有較高強(qiáng)韌性和一定耐磨性的塑料模具。另外，GD鋼也是近年新推廣使用的一種淬硬型塑料模具鋼。該鋼強(qiáng)韌性高、淬透性和耐磨性好，淬火變形小，價(jià)格低，用其取代Cr12MoV鋼或基體鋼制造大型、高耐磨、高精度塑料模具，不僅降低了成本，而且提高了模具的使用壽命。8.2.3預(yù)硬型塑料模具用鋼

所謂預(yù)硬鋼就是供應(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)硬度的鋼。這類鋼的特點(diǎn)是在硬度30～40HRC的狀態(tài)下可以直接進(jìn)行成型車削、鉆孔、銑削、雕刻、精銼等加工，精加工后可直接交付使用，這就完全避免了熱處理變形的影響，從而保證了模具的制造精度。

介紹幾種典型預(yù)硬型塑料模具用鋼。

3Cr2Mo（P20）鋼

3Cr2NiMo（P4410）鋼

8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）鋼

5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）鋼Y55CrNiMnMoV（SM1）鋼

8.2.4時(shí)效硬化型塑料模具用鋼

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(固溶處理)后，鋼處于軟化狀態(tài)，組織為單一的過(guò)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)行模具的機(jī)械成型加工，然后通過(guò)時(shí)效處理，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最終尺寸和形狀的精度。

介紹幾種時(shí)效硬化型塑料模具用鋼。

25CrNi3MoAl鋼

18Ni類鋼

06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）鋼

10Ni3MnCuAlMoS（PMS）鏡面塑料模具鋼

Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼

8.2.5耐蝕型塑料模具用鋼

0Cr16Ni4Cu3