如何选择适合的塑料模成形零件材料？-从生产批量、塑料品种、塑件精度出发

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：塑料模成形零件材料可按如下原则选用：1）按加工方式选材。指塑料模板采用的成形加工方法不同，相应地选材不同。2）按服役条件选材。3）按制品的质量要求选材。7）按塑料模零部件功能选材。注塑模具选用钢种时按塑件的生产批量、塑料品种及塑件精度与表面质量要求确定，见表4-26。我国已生产专用的塑料模具用钢种，并以板料和棒料供应。工作温度达300℃，拉伸强度为1400MPa。表4-28 部分新型塑料模具钢的热处理及其应用

塑料模成形零件材料可按如下原则选用：

1）按加工方式选材。指塑料模板采用的成形加工方法不同，相应地选材不同。

2）按服役条件选材。

3）按制品的质量要求选材。

4）按塑料制品批量选材。

5）按塑料模的失效方式选材。

6）按塑料模的交货期选材。

7）按塑料模零部件功能选材。

注塑模具选用钢种时按塑件的生产批量、塑料品种及塑件精度与表面质量要求确定，见表4-26。

表4-26 注塑模具钢材选用

1.塑料模中常用的预硬钢、镜面钢、耐蚀钢的牌号和特点

热塑性注射模成形零件的毛坯，型腔板（凹模）和主型芯常以板材和模块供应，常用50或55调质钢，硬度为250～280HBW，易于切削加工，旧模修复时的焊接性能较好，但抛光性和耐磨性较差。

型芯和镶件常以棒材供应，采用淬火变形小，淬透性好的高碳合金钢，经热处理后在磨床上直接研磨至镜面。常用9CrWMn、Cr12MoV和3Cr2W8V等钢种，淬火后回火，硬度＞55HRC，有良好的耐磨性，也有采用高速钢基体的65Nb（65Cr4W3Mo2VNb）新钢种。价廉但淬火性能差的T8A、T10A也可采用。

20世纪80年代，我国开始引进国外生产钢种来制造注射模。主要是美国P系列的塑料模钢种和H系列的热锻模钢种，如P20、H13、P20S和H13S。我国已生产专用的塑料模具用钢种，并以板料和棒料供应。

（1）预硬钢国产P20（3Cr2Mo）钢材，将模板预硬化后以硬度36～38HRC供应，拉伸强度达1330MPa。模具制造中不必热处理，能保证加工后获得较高的形状和尺寸精度，也易于抛光，适用于中、小型注射模。

在预硬钢中加入硫，能改善切削性能，适合大型模具制造。国产SM1（55CrNiMnMoVS）和5NiSCa（5CrNiMnMoVSCa）预硬化后硬度为35～45HRC，但切削性能类似中碳调质钢。

（2）镜面钢镜面钢多数是属于析出硬化钢，也称为时效硬化钢，它用真空熔炼方法生产。国产PMS（10Ni3CuAlVS）供货硬度为30HRC，易于切削加工。这种钢在真空环境下经500～550℃，以5～10h时效处理，钢材弥散析出复合合金化合物，使钢材硬化，硬度达40～45HRC，耐磨性好且处理过程变形小。由于材质纯净，可做镜面抛光，并能光腐蚀精细图案，还有较好的电加工及抗锈蚀性能。工作温度达300℃，拉伸强度为1400MPa。另一种析出硬化钢是SM2（20CrNi3AlMnMo），预硬化后加工，再经时效硬化，硬度可达40～45HRC。

还有两种镜面钢各有其特点。一种是高强度的8CrMn（8Cr5MnWMoVS），预硬后硬度为33～35HRC，易于切削，淬火时空冷，硬度可达42～60HRC，拉伸强度达3000MPa，可用于大型注射模，以减小模具体积。另一种可渗氮高硬度钢25CrNi3MoAl，调质后硬度为23～25HRC，时效后硬度为38～42HRC，渗氮处理后表层硬度可达70HRC以上，用于玻璃纤维增强塑料的注射模。

（3）耐蚀钢国产PCR（6Cr16Ni4Cu3Nb）属于不锈钢类钢种，但比一般不锈钢有更高的强度、更好的切削性能和抛光性能，且热处理变形小，使用温度小于400℃，空冷淬硬可达42～53HRC，适用于含氯和阻燃剂的腐蚀性塑料。

2.常用塑料模具零件材料选用与热处理要求

常用塑料模具零件材料的选用与热处理要求见表4-27。

表4-27 常用塑料模具零件材料的选用与热处理要求