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怎樣選擇塑料模具型腔及零部件用模具鋼材?
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2019-11-19 | 363 次瀏覽 | 分享到:
塑料模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑塊、鑲件、斜頂、側抽等,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直接關系到模具的質量、壽命,決定著所成型塑料制品的外觀及內在質量,必須十分慎重,一般要在合同規定及客戶要求的基礎上,根據制品和模具的要求及特點選用。
  塑料模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑塊、鑲件、斜頂、側抽等,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直接關系到模具的質量、壽命,決定著所成型塑料制品的外觀及內在質量,必須十分慎重,一般要在合同規定及客戶要求的基礎上,根據制品和模具的要求及特點選用。
模具鋼  
 ?、迥>咝颓患傲悴考?模具鋼材的選用原則:
  
  根據所成型塑料的種類、制品的形狀、尺寸精度、制品的外觀質量及使用要求、生產批量大小等,兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項性能,同時考慮經濟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。
  
 ?、睂τ诔尚屯该魉芰现破返哪>?,其型腔和型芯均需選用高鏡面拋光性能的高檔進口模具鋼材,如718(P20+Ni類)、NAK80(P21類)、S136(420類)、H13類鋼等,其中718、NAK80為預硬狀態,不需再進行熱處理;S136及H13類鋼均為退火狀態,硬度一般為HB160-200,粗加工后需進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(可根據具體牌號確定)。
  
 ?、矊τ谥破吠庥^質量要求高,長壽命、大批量生產的模具,其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下:
  
  a) 型腔需選用高鏡面拋光性能的高檔進口鋼材,如718(P20+Ni類)、NAK80(P21類)等,均為預硬狀態,不需再進行熱處理。
  
  b) 型芯可選用中低檔進口P20或P20+Ni類鋼材,如618、738、2738、638、718等,均為預硬狀態;對生產批量不大的模具,也可選用國產塑料模具鋼或S50C、S55C等進口優質碳素鋼。
  
 ?、硨τ谥破吠庥^質量要求一般的模具,其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下:
  
  a) 小型、精密模具型腔和型芯均選用中檔進口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口P20或P20+Ni類鋼材;型芯可選用低檔進口P20類鋼材或進口優質碳素鋼S50C、S55C等,也可選用國產塑料模具鋼。
  
  c) 對于蝕皮紋的型腔,當蝕梨花紋時應爭取避免選用P20+Ni類的2738(738)牌號。
  
 ?、磳o外觀質量要求的內部結構件,成型材料對模具鋼材亦無特殊要求的模具,其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下:
  
  a) 對于大中型模具,型腔可選用低檔的進口P20或P20+Ni類鋼材,也可選用進口優質碳素鋼S55C、S50C或國產P20或P20+Ni類塑料模具鋼;型芯可選用進口或國產優質碳素鋼。
  
  b) 對于小型模具,若產量較高,結構較復雜,型腔可選用低檔的進口P20或P20+Ni類鋼材,也可選用國產P20或P20+Ni類塑料模具鋼;型芯可選用國產塑料模具鋼。
  
  c) 對于結構較簡單,產量不高的小型模具,型腔型芯均可選用國產塑料模具鋼或優質碳素鋼。
  
 ?、祵τ诔尚秃?、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,可選用進口的耐蝕鋼,要求一般的可選用國產的耐蝕鋼。
  
 ?、秾τ诔尚蛯δ>咪摬挠休^強摩擦、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、高抗熱拉強度及高韌性等優點的進口或國產H13類鋼材。
  
 ?、烦尚丸偧话闩c所鑲入的零件選用相同材料。對于模具較難冷卻的部分或要求冷卻效果較高的部分,鑲件材料應選用鈹青銅或合金鋁。
  
 ?、笇τ谀>咧袇⑴c成型的活動部件材料選擇原則如下:
  
  a) 透明件應選用拋光性好的高檔進口鋼材,如718、NAK80等。
  
  b) 非透明件,一般應選用硬度和強度較高的中檔進口鋼材,如618、738、2738、638、318等,表面進行氮化處理,氮化層深度為0.15-0.2mm,硬度為HV700-900。
  
  c) 若模具要求較低,也可選用低檔進口鋼材或國產鋼材,氮化處理硬度一般為HV600-800。
  
 ?、娉S玫?模具鋼材性能及用途
  
 ?、盤20類模具鋼材(預硬塑料模具鋼):
  
  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;
  
  國標鋼號:3Cr2Mo
  
 ?、湃鸬湟粍侔貯SSAB 618:出廠狀態及參考硬度:預硬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)。
  
 ?、迫毡敬笸?DAIDO STEEL)PX4、PX5: 出廠狀態及參考硬度:預硬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、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)。
  
 ?、堑聡鹄?Groditz)W.1.2311:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC30~34;性能及用途:用于大型優質長期生產塑料模具,適合制造電視機殼、冰柜、洗衣機、水桶等模具。
  
 ?、鹊聡峦礼SW-2311: 出廠狀態及參考硬度:預硬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。
  
 ?、蓨W地利百祿(BOHLER)M202:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC30~34;性能及用途:屬P20類,但碳、錳含量偏高??蛇M行電蝕加工,用于家電和汽車用塑料模具。
  
 ?、史▏⑷?Arcelor)SP300:出廠狀態及參考硬度:預硬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。
  
 ?、隧n國重工(株)HP-4MA:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC27~34;性能及用途:硬度均勻,耐磨性好,用于電視機前殼、電話機、吸塵器、飲水機等模具。
  
 ?、虈aP20(3Cr2Mo,撫順特鋼FT61): 出廠狀態及參考硬度:預硬HRC30~36;性能及用途:淬透性高,綜合力學性能好,拋光性能好,用于大中型復雜精密模具型腔、型芯、滑塊、鑲件等。
  
 ?、睵20+Ni類模具鋼材(預硬鏡面塑料模具鋼):
  
  參考成分(%):在P20的基礎上加入1%左右的Ni;
  
  國標鋼號:3Cr2NiMo或3Cr2NiMnMo
  
 ?、湃鸬湟粍侔貯SSAB 718(UDDEHOLM IMPAX HH):出廠狀態及參考硬度:預硬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。
  
 ?、迫毡敬笸?DAIDO STEEL)PAC5000: 出廠狀態及參考硬度:預硬HRC36~39;性能及用途:硬度為36~39HRC的預硬鋼,可直接刻模加工后付諸使用;組織及硬度均一,鏡面可達#5000水平;采用焊接開裂敏感性較低的成分設計,焊接性良好。
  
 ?、堑聡鹄?Groditz)W.1.2738:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC29~35;性能及用途:材質硬度均勻;拋光性能優良;機械加工性能良好;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mm,其淬透性及均勻度良好;大型塑料模具、模座;壓鑄模架。
  
 ?、鹊聡鹄?Groditz)W.1.2711:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC32~40;性能及用途:①油淬及氣淬塑料模具鋼,有良好的淬透性;②良好的韌性;③抗熱性能良好,適于冷作工具用途;④適于表面處理(如:鍍鉻);⑤有良好的拋光性能。適用于:①壓制模具、模架、支撐工具;②需高硬度大型模具。。
  
 ?、傻聡峦礼SW-2738: 出廠狀態及參考硬度:預硬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“梨花紋”。
  
 ?、实聡峦礼SW-2711: 出廠狀態及參考硬度:預硬HRC35~38;性能及用途:高強度、高韌性、高光整度塑料模具鋼,具有良好的精光性能,適用于大中型及復雜塑料模具。
  
 ?、藠W地利百祿(BOHLER)M238:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC31~34;性能及用途:碳、錳含量偏高,鏡面拋光性能好,可進行電蝕加工。
  
 ?、谭▏⑷?Arcelor)SP2738:出廠狀態及參考硬度:預硬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。
  
 ?、头▏鳸SINOR CLC2738:出廠狀態及參考硬度:預硬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。
  
 ?、螄a718(3Cr2NiMo,撫順特鋼3Cr2NiMnMo ,FT62): 出廠狀態及參考硬度:預硬HRC29~34;性能及用途:淬透性高,綜合力學性能好,拋光性能好,用于特大型、大型復雜精密模具型腔、型芯。
  
 ?、砅21類模具鋼材(時效硬化塑料模具鋼)
  
 ?、湃毡敬笸?DAIDO STEEL)NAK55、NAK80: 出廠狀態及參考硬度:預硬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,較細的圓柱凸起易折斷(如喇叭窗網孔鑲件)。
  
 ?、祈n國重工(株)HAM-10:出廠狀態及參考硬度預硬HRC37~42;性能及用途:析出型硬化鋼,具有優良的鏡面拋光性能,用于塑料透明部件(如汽車燈具、冰箱抽屜等)模具。
  
 ?、菄aNAK80(撫順特鋼10Ni3MnCuAl,ZFT08,亦稱PMS鋼):出廠狀態及參考硬度:預硬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)加工性能優良;由于是經過特殊熔煉,所以具有優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、收音機、音響設備、透明罩及膠片等)模具。
  
 ?、?20類模具鋼材(耐腐蝕鏡面塑料模具鋼):
  
  參考成分(%):C:0.30~0.40;Cr:12.0~14.0;Si:≤1.20;Mn:≤1.25;Ni:≤0.60。
  
  國標鋼號:3Cr13或4Cr13
  
 ?、湃鸬湟粍侔貯SSAB S136(UDDEHOLM STAVAX ESR):出廠狀態及參考硬度:退火215HB或預硬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。
  
 ?、迫毡敬笸?DAIDO STEEL)S-STAR: 出廠狀態及參考硬度:退火215HB或預硬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。
  
 ?、堑聡鹄?Groditz)W.1.2083 ESR:出廠狀態及參考硬度:退火225HB或預硬HRC30~34;性能及用途:①高光潔度;②良好的耐腐蝕性、耐磨性及機械加工性能;③淬透性質結構穩定,變形率低;④淬硬與回火狀態后的拋光性能為最佳;⑤抗熱應力疲勞性能良好;⑥材質均勻,高清凈度。適用于:①防腐蝕需求,含酸性塑料,例如:PVC;②醫療器械模具;③光學儀器模具,例如:光盤、透鏡等;④耐磨損模具。
  
 ?、鹊聡峦礼S-083: 出廠狀態及參考硬度:退火230HB或預硬HRC30~35;性能及用途:用于抗腐蝕塑料模具。
  
 ?、蓨W地利百祿(BOHLER)M310:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC31~34;性能及用途:用于有防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
  
 ?、薯n國重工(株)HEMS-1A:出廠狀態及參考硬度:預硬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。
  
 ?、藝aS136(3Cr13或4Cr13,撫順特鋼FT64): 出廠狀態及參考硬度:退火至235HB或預硬HRC30~36;性能及用途:機械加工性能好,經熱處理(淬火+回火)后具有優良的耐腐蝕性能,拋光性能、較高的強度和耐磨性,適宜制造承受高負荷、高耐磨及在腐蝕介質作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等,但補焊性能較差。
  
 ?、虈aFS136(4Cr13SiNiV,撫順特鋼研發生產): 出廠狀態及參考硬度:退火至235HB或預硬HRC30~36;性能及用途:在國產S136(4Cr13)的基礎上,微調V、Ni含量,優化合金配料,有效提高鋼材純凈度,較大幅度降低S、P含量,鋼錠經均勻化處理,改善合金成分的均勻性,成品鋼材經高溫回火作為最終熱處理,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。
  
 ?、蹈呖垢g類模具鋼材:
  
 ?、湃毡敬笸?DAIDO STEEL)G-STAR: 出廠狀態及參考硬度:預硬HRC31~34;性能及用途:耐腐蝕性優良(屬于馬氏體系不銹鋼);被切削性優良(易切削不銹鋼);出廠硬度達33HRC,可直接使用;經淬火回火達高硬度化: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。
  
 ?、迫毡敬笸?DAIDO STEEL)440C-ESR: 出廠狀態及參考硬度:退火至269HB,可淬火回火至HRC 54~58;性能及用途:品質穩定(采用ESR特殊熔煉);耐磨損優良(熱處理硬度:56HRC);耐腐蝕性優良(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;半導體IC封口用塑料模具鋼;要求耐銹蝕模具配件。。
  
 ?、欠▏鳸SINOR CLC2316H:出廠狀態及參考硬度預硬HRC30~34;性能及用途:優良的耐蝕性能和鏡面拋光性能,高的力學強度和耐磨性,用于耐腐蝕和需鏡面拋光的模具。
  
 ?、鹊聡鹄?Groditz)W.1.2316 ESR:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC29~34;性能及用途:①調質預硬塑料模具鋼;②高光潔度;③優良的耐腐蝕性;④優良的拋光性;⑤良好的耐磨性、韌性;⑥抗熱應力疲勞性能良好;⑦材質均勻,高清凈度。適用于抗高酸性能的工模具。
  
 ?、傻聡峦礼SW-2316: 出廠狀態及參考硬度:預硬至HRC31~34;性能及用途:具有優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。
  
 ?、蕣W地利百祿(BOHLER)M300:出廠狀態及參考硬度:預硬HRC31~34;性能及用途:用于高防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
  
 ?、藝a3Cr17Mo(高耐腐蝕超鏡面塑料模具鋼,撫順特鋼研發生產):出廠狀態及參考硬度:退火至285HB或預硬至HRC30~36;性能及用途:真空精煉加電渣重熔工藝,鋼質純凈,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產品模具。
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