第五章_模具材料-塑料模具

第四节 塑料模具钢 一、塑料模具的工作条件(表5-27.) 塑料模具的工作条件 表 1)热固性塑料模具：主要通过压制成型，固态粉末 )热固性塑料模具：主要通过压制成型， 粉末与模具型腔之间的磨损大。 料，粉末与模具型腔之间的磨损大。 2)热塑性塑料模具：主要通过注射、挤出、压延成 )热塑性塑料模具：主要通过注射、挤出、 粘流状坯料，与模具型腔之间的磨损小。 型，粘流状坯料，与模具型腔之间的磨损小。

第四节 塑料模具钢 二、塑料模具的失效分析 主要表现为磨损失效(拉毛、尺寸精度变化), 主要表现为磨损失效(拉毛、尺寸精度变化), 也会出现塑性变形或断裂失效。 也会出现塑性变形或断裂失效。 有腐蚀介质时会出现腐蚀，加剧失效。 有腐蚀介质时会出现腐蚀，加剧失效。

第四节 塑料模具钢 三、塑料模具的性能要求 使用性能要求: 使用性能要求 1) 表面要有较高的硬度，好的耐磨性。型面硬度 表面要有较高的硬度，好的耐磨性。 要求30-60HRC 。心部要求有足够强韧性。 心部要求有足够强韧性。 要求 2)一定的抗热性，可在 )一定的抗热性，可在150-250℃长期工作，且不 ℃长期工作， 氧化、不变形。 氧化、不变形。 3)在加工腐蚀性塑料时有一定耐蚀性。 )在加工腐蚀性塑料时有一定耐蚀性。

第四节 塑料模具钢 三、塑料模具的性能要求 工艺性能要求: 工艺性能要求 1)热处理变形小，足够的淬透性。 )热处理变形小，足够的淬透性。 2)有优良的抛光、耐磨性，可镜面抛光。 )有优良的抛光、耐磨性，可镜面抛光。 3)对切削成型模具，要求切削加工性能好。 )对切削成型模具，要求切削加工性能好。 4)对冷成型塑料模，要求好的塑性加工性能，退 )对冷成型塑料模，要求好的塑性加工性能， 火硬度低，塑性好，变形抗力低、冷作硬化弱。 火硬度低，塑性好，变形抗力低、冷作硬化弱。 5)良好的焊接性、锻造性等。 )良好的焊接性、锻造性等。

第四节 塑料模具钢 四、塑料模具的类型 按生产方式可分为：注射成型、挤出成型、 按生产方式可分为：注射成型、挤出成型、压 延成型、压制成型。 延成型、压制成型。 按模具的加工方法分：切削加工成型模具钢； 按模具的加工方法分：切削加工成型模具钢； 冷压成型模具钢。 冷压成型模具钢。

第四节 塑料模具钢 四、塑料模具的类型 1 切削加工成型模具钢 1) 使用性能：韧性、强度、耐磨、耐热性、耐 使用性能：韧性、强度、耐磨、耐热性、 蚀性等。 蚀性等。 2) 切削性能：退火硬度 切削性能：退火硬度200HBS左右。 左右。 左

右

第四节 塑料模具钢 四、塑料模具的类型 1 切削加工成型模具钢 主要钢种： 主要钢种： 1)调质钢(如45,50,40Cr,4Cr3MoSiV等); )调质钢( , , , 等 2)渗碳钢(20钢，20Cr,12CrNi2 等); )渗碳钢( 钢 ， 3)碳素钢(T7A,T10A); )碳素钢( , ); 4)低合金工具钢(9CrWMn,9Mn2V); )低合金工具钢( , ); 5)热模钢( 5CrNiMo,5CrMnMo); )热模钢( , ); 6)高耐磨钢(Cr12MoV、Cr6WV); )高耐磨钢( 、 ); 7)不锈钢(4Cr13)。 )不锈钢( )。7

第四节 塑料模具钢 四、塑料模具的类型 2 冷压成型模具钢 1) 使用性能：韧性、强度、耐磨、耐热性、耐蚀 使用性能：韧性、强度、耐磨、耐热性、 性等。 性等。 2) 成型性能：退火硬度低，小于 成型性能：退火硬度低，小于150HBS;塑性好。 ;塑性好。 主要钢种：渗碳钢。 主要钢种：渗碳钢。

第四节 塑料模具钢 1、渗碳钢 、 钢号： 、 钢 钢号：10、20钢、20Cr、12CrNi2、12CrNi3、 、 、 、 12CrNi4、20Cr2Ni4等。 、 等 特点：碳含量低， 特点：碳含量低，为0.1-0.2%。退火态硬度低，成 。退火态硬度低， 形性好、切削性好。渗碳+淬火回火 表面硬度高、 淬火回火， 形性好、切削性好。渗碳 淬火回火，表面硬度高、 耐磨性好；心部韧性好。 耐磨性好；心部韧性好。 应用： 应用：主要用于冷挤压成形的塑料模 。 工艺路线：退火— 粗加工— 渗碳— 淬火+回火 回火—精 工艺路线：退火 粗加工 渗碳 淬火 回火 精 加工 渗碳工艺：渗碳层厚度约1mm ,表层含碳量 表层含碳量0.7渗碳工艺：渗碳层厚度约 1.0%。 。 9

第四节 塑料模具钢 2、调质钢(预硬型塑料模具用钢) 、调质钢(预硬型塑料模具用钢) 所谓预硬钢就是供应时已预先进行了调质处理 预硬化处理),模具切削加工成形后， ),模具切削加工成形后 (预硬化处理),模具切削加工成形后，不再进行 热处理而直接使用的钢。 热处理而直接使用的钢。 钢号：碳素调质钢( )、合金调质 钢号：碳素调质钢(如45、50、55)、合金调质 、 、 )、 钢(如40Cr、4Cr3MoSiV)等。 、 ) 应用：调质处理后硬度42-48HRC。主要用于软质 应用：调质处理后硬度 。 塑料成型模，如注射、挤压塑料模。 塑料成型模，如注射、挤压塑料模。 工艺路线：退火—调质 粗加工+精加工 调质— 工艺路线：退火 调质 粗加工 精加工10

第四节 塑料模具钢 2、调质钢(预硬型塑料模具用钢) 、调质钢(预硬型塑料模具用钢) 为了解决在较高硬度下切削加工难度大的问题， 为了解决在较高硬度下切削加工难度大的问题， 通过向钢中加入硫、 硒等元素， 通

过向钢中加入硫、钙、铅、硒等元素，以改善切 削加工性能，从而制得易切削预硬化钢 易切削预硬化钢， 削加工性能，从而制得易切削预硬化钢，如 5CrNiMnMoSCa、8Cr2MnWMoVS等。 、 等

第四节 塑料模具钢 3、冷作模具钢(淬硬型塑料模具用钢) 、冷作模具钢(淬硬型塑料模具用钢) 钢号：碳素工具钢( )、低合金冷作 钢号：碳素工具钢(如T7A、T10A)、低合金冷作 、 )、 模具钢( 钢等)、 模具钢(如9SiCr、9Mn2V、CrWMn钢等)、 、 、 钢等)、Cr12 型钢、高速钢、 型钢、高速钢、基体钢和某些热作模具钢等 。 应用：最终热处理一般是淬火和低温回火，热处理 应用：最终热处理一般是淬火和低温回火， 后的硬度通常在45-50HRC以上。主要用于负荷较大 以上。 后的硬度通常在 以上 的热固性塑料模和注射模 。 工艺路线：球化退火—粗加工 预调质—精加工 工艺路线：球化退火 粗加工 预调质 精加工 退火 粗加工—预调质 精加工— 淬火+低温回火 淬火 低温回火12

第四节 塑料模具钢 4、耐蚀钢 、 钢号：精炼不锈钢9Cr18、Cr18MoV、4Cr13, 钢号：精炼不锈钢 、 、 , 18-8,属高碳高铬耐蚀钢。 ,属高碳高铬耐蚀钢。 主要用于抗腐蚀介质下使用。 主要用于抗腐蚀介质下使用。

第四节 塑料模具钢 4、耐蚀钢 、 0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)钢属析出硬化不锈钢 硬 钢属析出硬化不锈钢,硬 钢属析出硬化不锈钢 度为32~ 时可进行切削加工。 度为 ~35HRC时可进行切削加工。该钢再经 时可进行切削加工 该钢再经460~ ~ 480℃时效处理后，可获得较好的综合力学性能 ℃时效处理后 可获得较好的综合力学性能. PCR钢适于制作含有氟、氯的塑料成形模具， 钢适于制作含有氟、 钢适于制作含有氟 氯的塑料成形模具， 具有良好的耐蚀性。 具有良好的耐蚀性。 如用于氟塑料或聚氯乙烯塑料 成形模、氟塑料微波板、塑料门窗、各种车辆把套、 成形模、氟塑料微波板、塑料门窗、各种车辆把套、 氟氯塑料挤出机螺杆、 氟氯塑料挤出机螺杆、料筒以及添加阻燃剂的塑料 成形模。 成形模。14

第四节 塑料模具钢 5、马氏体时效钢 、 钢号： 钢号：18Ni型。 型 此类钢的共同特点是含碳量低、 此类钢的共同特点是含碳量低、合金元素含量较 经高温淬火(固溶处理) 钢处于软化状态， 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，硬度28-30HRC。但是 组织为单一的过饱和固溶体，硬度 。 将此固溶体进行时效处理，即加热到某一较低温度， 将此固溶体进行时效处理，即加热到某一较低温度， 并保温一段时间后， 并保温一段时间后，固溶体

中就会析出细小弥散的 金属化合物，从而造成钢的强化和硬化，硬度50-54 金属化合物，从而造成钢的强化和硬化，硬度 HRC。并且，这一强化过程引起的尺寸、形状变化 。并且，这一强化过程引起的尺寸、 极小。 极小。15

第四节 塑料模具钢 5、马氏体时效钢 、 钢号： 钢号：18Ni型。 型 应用：该类型钢具有高强度、高韧性、 应用：该类型钢具有高强度、高韧性、淬火变形 小等特点。主要用于制造高耐磨、高精度、 小等特点。主要用于制造高耐磨、高精度、型腔 复杂的模具。主要用在精密锻模及制造高精度、 复杂的模具。主要用在精密锻模及制造高精度、 超镜面、型腔复杂、大截面、 超镜面、型腔复杂、大截面、大批量生产的塑料 模具。 模具。 工艺：固溶处理 机加工 时效. 机加工----时效 工艺：固溶处理----机加工 时效

第四节 塑料模具钢 塑料模具钢的选用 : P96 1)冷压成型塑料模：渗碳钢 )冷压成型塑料模：渗碳钢. 工艺：退火---冷压成型 冷压成型-----渗碳 淬火 回火 渗碳----淬火 工艺：退火 冷压成型 渗碳 淬火+回火 ----机加工 机加工 2)切削成型塑料模：调质钢。 )切削成型塑料模：调质钢。 工艺：预硬化处理-----机加工 工艺：预硬化处理 机加工 3)强烈磨损的热固性或热塑性塑料模 ) 冷作模具钢： 冷作模具钢： 9CrWMn,9Mn2V、Cr6WV、 , 、 、 Cr12MoV。 。 工艺：球化退火---粗加工 调质处理----精加 粗加工----调质处理 工艺：球化退火 粗加工 调质处理 精加 淬火+回火 工----淬火 回火 淬火 4)高级塑料模：马氏体时效钢：18Ni型。 型 )高级塑料模：马氏体时效钢： 工艺：固溶处理----机加工 时效. 机加工----时效 工艺：固溶处理 机加工 时效17

第四节 塑料模具钢

作业： 作业： 1 塑料模具钢应具备哪些特性？ 应具备哪些特性？ 2 塑料模具钢可分为哪些类型？各种模具钢 可分为哪些类型？ 模具的主要加工工艺过程？ 模具的主要加工工艺过程？

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/21dj.html