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塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材
塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材
　　模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑塊、鑲件、斜頂、側(cè)抽等，是與塑料直接接觸而成型制品的模具零部件。模具型腔及零部件的材質(zhì)直接關(guān)系到模具的質(zhì)量、壽命，決定著所成型塑料制品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量，必須十分慎重，一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)制品和模具的要求及特點選用。
塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材
（一）模具型腔及零部件用模具鋼材的選用原則：
　　根據(jù)所成型塑料的種類、制品的形狀、尺寸精度、制品的外觀質(zhì)量及使用要求、生產(chǎn)批量大小等，兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項性能，同時考慮經(jīng)濟(jì)性以及模具的制造條件和加工方法，以選用不同類型的鋼材。
　　1、對于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需選用高鏡面拋光性能的**進(jìn)口鋼材，如718（P20+Ni類）、NAK80（P21類）、S136（420類）、H13類鋼等，其中718、NAK80為預(yù)硬狀態(tài)，不需再進(jìn)行熱處理；S136及H13類鋼均為退火狀態(tài)，硬度一般為HB160-200，粗加工后需進(jìn)行真空淬火及回火處理，S136的硬度一般為HRC40-50，H13類鋼的硬度一般為HRC45-55（可根據(jù)具體牌號確定）。
　　2、對于制品外觀質(zhì)量要求高，長壽命、大批量生產(chǎn)的模具，其成型零部件材料選擇如下：
　　a)型腔需選用高鏡面拋光性能的**進(jìn)口鋼材，如718（P20+Ni類）、NAK80（P21類）等，均為預(yù)硬狀態(tài)，不需再進(jìn)行熱處理。
　　b)型芯可選用中低檔進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材，如618、738、2738、638、318等，均為預(yù)硬狀態(tài)；對生產(chǎn)批量不大的模具，也可選用國產(chǎn)塑料模具鋼或S50C、S55C等進(jìn)口上等碳素鋼。
　　3、對于制品外觀質(zhì)量要求一般的模具，其成型零部件材料選擇如下：
　　a) 小型、精密模具型腔和型芯均選用中檔進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材。
　　b)大中型模具，所成型塑料對鋼材無特殊要求，型腔可選用中低檔進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材；型芯可選用低檔進(jìn)口P20類鋼材或進(jìn)口上等碳素鋼S50C、S55C等，也可選用國產(chǎn)塑料模具鋼。
　　c) 對于蝕皮紋的型腔，當(dāng)蝕梨地紋時應(yīng)爭取避免選用P20+Ni類的2738（738）牌號。
　　4、對無外觀質(zhì)量要求的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，成型材料對鋼材亦無特殊要求的模具，其成型零部件材料選擇如下：
　　a)對于大中型模具，型腔可選用低檔的進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材，也可選用進(jìn)口上等碳素鋼S55C、S50C或國產(chǎn)P20或P20+Ni類塑料模具鋼；型芯可選用進(jìn)口或國產(chǎn)上等碳素鋼。
　　b)對于小型模具，若產(chǎn)量較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，型腔可選用低檔的進(jìn)口P20或P20+Ni類鋼材，也可選用國產(chǎn)P20或P20+Ni類塑料模具鋼；型芯可選用國產(chǎn)塑料模具鋼。
　　c) 對于結(jié)構(gòu)較簡單，產(chǎn)量不高的小型模具，型腔型芯均可選用國產(chǎn)塑料模具鋼或上等碳素鋼。
　　5、對于成型含氟、氯等有腐蝕性的塑料和各類添加阻燃劑塑料的模具，若制品要求較高，可選用進(jìn)口的耐蝕鋼，要求一般的可選用國產(chǎn)的耐蝕鋼。
　　6、對于成型對鋼材有較強(qiáng)摩擦、沖擊性塑料的模具，例如用來注射尼龍+玻璃纖維料的模具，需選用具有高耐磨、高抗熱拉強(qiáng)度及高韌性等優(yōu)點的進(jìn)口或國產(chǎn)H13類鋼材。
　　7、成型鑲件一般與所鑲?cè)氲牧慵x用相同材料。對于模具較難冷卻的部分或要求冷卻效果較高的部分，鑲件材料應(yīng)選用鈹青銅或合金鋁。
　　8、對于模具中參與成型的活動部件材料選擇原則如下：
　　a) 透明件應(yīng)選用拋光性好的**進(jìn)口鋼材，如718、NAK80等。
　　b)非透明件，一般應(yīng)選用硬度和強(qiáng)度較高的中檔進(jìn)口鋼材，如618、738、2738、638、318等，表面進(jìn)行氮化處理，氮化層深度為0.15-0.2mm，硬度為HV700-900。
　　c) 若模具要求較低，也可選用低檔進(jìn)口鋼材或國產(chǎn)鋼材，氮化處理硬度一般為HV600-800。
塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材　
　（二）常用的模具鋼材性能及用途
　　1、P20類（預(yù)硬塑料模具鋼）：
　　參考成分(%)：C:0.28-0.40；Si:0.20-0.80；Mn:0.60-1.00；Cr:1.40-2.00；Mo:0.30-0.55；Ni:≤0.25；
      國標(biāo)鋼號：3Cr2Mo
　　（1）瑞典一勝百ASSAB618：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HB280~320；性能及用途：具有良好的拋光和切削加工性能，廣泛應(yīng)用于熱塑性塑料的注射模（一般用于中小型模具，可焊性一般）。
　?。?）日本大同(DAIDOSTEEL)PX4、PX5:出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC30~33；性能及用途：具有良好拋光性能，以焊接開裂敏感性低的成分平衡設(shè)計，焊接性能大幅度改善，用于大型鏡面模具，如汽車尾燈、前擋板以及攝象機(jī)、家用電器殼體等。PX5焊接性能、蝕紋性能較好，但易出加工砂眼，氮化性能一般（高光時）。
　?。?）德國葛利茲(Groditz)W.1.2311：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：用于大型上等長期生產(chǎn)塑料模具，適合制造電視機(jī)殼、冰柜、洗衣機(jī)、水桶等模具。
　?。?）德國德威GSW-2311:出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC31~34；性能及用途：電蝕加工性能好，用于大中型鏡面塑料模具。
　?。?）奧地利百祿(BOHLER)M202：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：屬P20類，但碳、錳含量偏高?？蛇M(jìn)行電蝕加工，用于家電和汽車用塑料模具。
　　（6）法國阿塞洛(Arcelor)SP300：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：具有良好的加工工藝性，拋光性和皮紋加工性，用于大而厚的塑料模具。
　?。?）韓國重工(株)HP-4MA：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC27~34；性能及用途：硬度均勻，耐磨性好，用于電視機(jī)前殼、電話機(jī)、吸塵器、飲水機(jī)等模具。
　?。?）國產(chǎn)P20(3Cr2Mo,撫順特鋼FT61):出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC30~36；性能及用途：淬透性高，綜合力學(xué)性能好，拋光性能好，用于大中型復(fù)雜精密模具型腔、型芯、滑塊、鑲件等。
　　2、P20+Ni類（預(yù)硬鏡面塑料模具鋼）：　　塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材
　　參考成分(%)：在P20的基礎(chǔ)上加入1%左右的Ni；
　　國標(biāo)鋼號：3Cr2NiMo或3Cr2NiMnMo
　　（1）瑞典一勝百ASSAB 718(UDDEHOLMIMPAXHH)：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HB290~370；性能及用途：具有高淬透性，良好的拋光性能、電蝕加工性能和皮紋加工性能，適用于大型鏡面塑料模具。
　?。?）日本大同(DAIDOSTEEL)PAC5000:出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC36~39；性能及用途：硬度為36~39HRC的預(yù)硬鋼,可直接刻模加工后付諸使用；組織及硬度均一,鏡面可達(dá)#5000水平；采用焊接開裂敏感性較低的成分設(shè)計,焊接性良好。
　?。?）德國葛利茲(Groditz)W.1.2738：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC29~35；性能及用途：材質(zhì)硬度均勻；拋光性能優(yōu)良；機(jī)械加工性能良好；有良好的淬火回火熱處理性能；可施以氮化；適合表面處理（如：鍍鉻）。適合大型的塑料模具，特別是厚度大于400mm，其淬透性及均勻度良好；大型塑料模具、模座；壓鑄模架。
　?。?）德國葛利茲(Groditz)W.1.2711：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC32~40；性能及用途：
　　?、儆痛慵皻獯闼芰夏＞咪?，有良好的淬透性；
　　?、诹己玫捻g性；
　　?、劭篃嵝阅芰己茫m于冷作工具用途；
　　　④適于表面處理（如：鍍鉻）；
　　?、萦辛己玫膾伖庑阅?。
　　　適用于：①壓制模具、模架、支撐工具；②需高硬度大型模具。。
　　（5）德國德威GSW-2738:出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC32~35；性能及用途：硬度均勻，切削性能和拋光性能較好，變形較小，用于大中型高韌性高拋光度模具，但可焊性一般，蝕紋易出現(xiàn)“梨花紋”。
　?。?）德國德威GSW-2711:出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC35~38；性能及用途：高強(qiáng)度、高韌性、高光整度塑料模具鋼，具有良好的精光性能，適用于大中型及復(fù)雜塑料模具。
　?。?）奧地利百祿(BOHLER)M238：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC31~34；性能及用途：碳、錳含量偏高，鏡面拋光性能好，可進(jìn)行電蝕加工。
　?。?）法國阿塞洛(Arcelor)SP2738：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：具有良好的加工工藝性，拋光性和皮紋加工性，用于大而厚的塑料模具。
　　（9）法國USINORCLC2738：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：淬透性高，硬度均勻，具有良好的拋光、電蝕加工和皮紋加工性能，適于滲氮，用于大中型鏡面塑料模具。
　?。?0）國產(chǎn)718(3Cr2NiMo,撫順特鋼3Cr2NiMnMo,FT62):出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC29~34；性能及用途：淬透性高，綜合力學(xué)性能好，拋光性能好，用于特大型、大型復(fù)雜精密模具型腔、型芯。
　　3、P21類(時效硬化塑料模具鋼)：　　　塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材
　　（1）日本大同(DAIDOSTEEL)NAK55、NAK80:出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC37~43；性能及用途：高硬度鏡面模具鋼，用于高精度鏡面模具。NAK55切削加工性能好，NAK80具有優(yōu)良的鏡面拋光性能。二者的缺點是補焊性能差，韌性較低，較細(xì)的圓柱凸起易折斷（如喇叭窗網(wǎng)孔鑲件）。
　?。?）韓國重工(株)HAM-10：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC37~42；性能及用途：析出型硬化鋼，具有優(yōu)良的鏡面拋光性能，用于塑料透明部件（如汽車燈具、冰箱抽屜等）模具。
　　（3）國產(chǎn)NAK80(撫順特鋼10Ni3MnCuAl,ZFT08,亦稱PMS鋼)：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC36~43；性能及用途：時效硬化鋼，表面至中心硬度均勻；電蝕(電火花)加工性能優(yōu)良；由于是經(jīng)過特殊熔煉，所以具有優(yōu)良的鏡面拋光性能及蝕刻加工性能，用于有鏡面要求的塑料透明部件（如攝像機(jī)、收音機(jī)、音響設(shè)備、透明罩及膠片等）模具。
　　4、420類(耐腐蝕鏡面塑料模具鋼)：　　塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材
　　參考成分(%)：C:0.30~0.40；Cr:12.0~14.0；Si:≤1.20；Mn:≤1.25；Ni:≤0.60。
　　國標(biāo)鋼號：3Cr13或4Cr13
　?。?）瑞典一勝百ASSAB S136(UDDEHOLMSTAVAXESR)：出廠狀態(tài)及參考硬度：退火215HB或預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：耐蝕性好，淬回火后有較高硬度，拋光性好。用于耐腐蝕性和要求較高的塑料模具。
　　（2）日本大同(DAIDOSTEEL)S-STAR:出廠狀態(tài)及參考硬度：退火215HB或預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：具有高耐蝕性、高鏡面拋光性，熱處理變形小，用于耐蝕鏡面精密模具。
　?。?）德國葛利茲(Groditz)W.1.2083ESR：出廠狀態(tài)及參考硬度：退火225HB或預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：
　　?、俑吖鉂嵍龋?br />　　　②良好的耐腐蝕性、耐磨性及機(jī)械加工性能；
　　　③淬透性質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，變形率低；
　　?、艽阌才c回火狀態(tài)后的拋光性能為*佳；
　　?、菘篃釕?yīng)力疲勞性能良好；
　　　⑥材質(zhì)均勻，高清凈度。
　　　適用于：①防腐蝕需求，含酸性塑料，例如：PVC；②醫(yī)療器械模具；③光學(xué)儀器模具，例如：光盤、透鏡等；④耐磨損模具。
　?。?）德國德威GS-083: 出廠狀態(tài)及參考硬度：退火230HB或預(yù)硬HRC30~35；性能及用途：用于抗腐蝕塑料模具。
　?。?）奧地利百祿(BOHLER)M310：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC31~34；性能及用途：用于有防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
　?。?）韓國重工(株)HEMS-1A：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC23~33；性能及用途：具有高鏡面拋光性能，用于彩管玻殼、PVC底盤等模具。
　?。?）國產(chǎn)S136(3Cr13或4Cr13,撫順特鋼FT64):出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至235HB或預(yù)硬HRC30~36；性能及用途：機(jī)械加工性能好，經(jīng)熱處理（淬火+回火）后具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能、較高的強(qiáng)度和耐磨性，適宜制造承受高負(fù)荷、高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等，但補焊性能較差。
　?。?）國產(chǎn)FS136(4Cr13SiNiV,撫順特鋼研發(fā)生產(chǎn)):出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至235HB或預(yù)硬HRC30~36；性能及用途：在國產(chǎn)S136(4Cr13)的基礎(chǔ)上，微調(diào)V、Ni含量，優(yōu)化合金配料，有效提高鋼材純凈度，較大幅度降低S、P含量，鋼錠經(jīng)均勻化處理，改善合金成分的均勻性，成品鋼材經(jīng)高溫回火作為*終熱處理，軟化硬度，改善組織，有效提高了耐腐蝕性能和鏡面拋光性能。適用于耐腐蝕性和鏡面拋光要求較高的塑料模具。
　　5、高抗腐蝕類：　　塑料模具型腔及零部件如何選用模具鋼材
　?。?）日本大同(DAIDOSTEEL)G-STAR:出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC31~34；性能及用途：耐腐蝕性優(yōu)良（屬于馬氏體系不銹鋼）；被切削性優(yōu)良（易切削不銹鋼）；出廠硬度達(dá)33HRC，可直接使用；經(jīng)淬火回火達(dá)高硬度化：48HRC（1030℃淬火）。主要用途:光盤用模胚；要求耐腐蝕的模板；怕生銹的有冷卻水孔模板；可取代鍍鉻模具；NAK，PX5的要求耐腐蝕的模腔。
　?。?）日本大同(DAIDO STEEL)440C-ESR:出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至269HB，可淬火回火至HRC54~58；性能及用途：品質(zhì)穩(wěn)定（采用ESR特殊熔煉）；耐磨損優(yōu)良（熱處理硬度：56HRC）；耐腐蝕性優(yōu)良（屬于馬氏體系不銹鋼）。主要用途：既要求耐磨損又要求耐腐蝕性的塑料模具鋼；半導(dǎo)體IC封口用塑料模具鋼；要求耐銹蝕模具配件。。
　?。?）法國USINORCLC2316H：出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬HRC30~34；性能及用途：優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能，高的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性，用于耐腐蝕和需鏡面拋光的模具。
　?。?）德國葛利茲(Groditz)W.1.2316 ESR：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC29~34；性能及用途：
　　　①調(diào)質(zhì)預(yù)硬塑料模具鋼；
　　?、诟吖鉂嵍?；
　　　③優(yōu)良的耐腐蝕性；
　　?、軆?yōu)良的拋光性；
　　?、萘己玫哪湍バ?、韌性；
　　?、蘅篃釕?yīng)力疲勞性能良好；
　　　⑦材質(zhì)均勻，高清凈度。適用于抗高酸性能的工模具。
　?。?）德國德威GSW-2316:出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬至HRC31~34；性能及用途：具有優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能，用于高防腐蝕及需鏡面拋光的模具。
　?。?）奧地利百祿(BOHLER)M300：出廠狀態(tài)及參考硬度：預(yù)硬HRC31~34；性能及用途：用于高防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
　?。?）國產(chǎn)3Cr17Mo(高耐腐蝕超鏡面塑料模具鋼，撫順特鋼研發(fā)生產(chǎn))：出廠狀態(tài)及參考硬度：退火至285HB或預(yù)硬至HRC30~36；性能及用途：真空精煉加電渣重熔工藝，鋼質(zhì)純凈，耐磨性能高；適用于高防腐蝕及需要鏡面拋光的模具，特別適合PVC產(chǎn)品模具。
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