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怎么选择塑料模具型腔及零部件用模具钢材?

发布时间:2020-07-29 10:54:36    浏览次数:

  

   塑料模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等,是与塑料直接接触而成型制品的模具零部件。模具型腔及零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命,决定着所成型塑料制品的外观及内在质量,必须十分慎重,一般要在合同规定及客户要求的基础上,根据制品和模具的要求及特点选用。

  

   ㈠模具型腔及零部件用 模具钢材的选用原则:

  

   根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等,兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能,同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法,以选用不同类型的钢材。

  

   ⒈对于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口模具钢材,如718(p20+ni类)、nak80(p21类)、s136(420类)、h13类钢等,其中718、nak80为预硬状态,不需再进行热处理;s136及h13类钢均为退火状态,硬度一般为hb160-200,粗加工后需进行真空淬火及回火处理,s136的硬度一般为hrc40-50,h13类钢的硬度一般为hrc45-55(可根据具体牌号确定)。

  

   ⒉对于制品外观质量要求高,长寿命、大批量生产的模具,其模具型腔及零部件用模具钢材选择如下:

  

   a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(p20+ni类)、nak80(p21类)等,均为预硬状态,不需再进行热处理。

  

   b) 型芯可选用中低档进口p20或p20+ni类钢材,如618、738、2738、638、718等,均为预硬状态;对生产批量不大的模具,也可选用国产塑料模具钢或s50c、s55c等进口优质碳素钢。

  

   ⒊对于制品外观质量要求一般的模具,其模具型腔及零部件用模具钢材选择如下:

  

   a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口p20或p20+ni类钢材。

  

   b) 大中型模具,所成型塑料对钢材无特殊要求,型腔可选用中低档进口p20或p20+ni类钢材;型芯可选用低档进口p20类钢材或进口优质碳素钢s50c、s55c等,也可选用国产塑料模具钢。

  

   c) 对于蚀皮纹的型腔,当蚀梨花纹时应争取避免选用p20+ni类的2738(738)牌号。

  

   ⒋对无外观质量要求的内部结构件,成型材料对模具钢材亦无特殊要求的模具,其模具型腔及零部件用模具钢材选择如下:

  

   a) 对于大中型模具,型腔可选用低档的进口p20或p20+ni类钢材,也可选用进口优质碳素钢s55c、s50c或国产p20或p20+ni类塑料模具钢;型芯可选用进口或国产优质碳素钢。

  

   b) 对于小型模具,若产量较高,结构较复杂,型腔可选用低档的进口p20或p20+ni类钢材,也可选用国产p20或p20+ni类塑料模具钢;型芯可选用国产塑料模具钢。

  

   c) 对于结构较简单,产量不高的小型模具,型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。

  

   ⒌对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具,若制品要求较高,可选用进口的耐蚀钢,要求一般的可选用国产的耐蚀钢。

  

   ⒍对于成型对模具钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具,例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具,需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产h13类钢材。

  

   ⒎成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分,镶件材料应选用铍青铜或合金铝。

  

   ⒏对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下:

  

   a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材,如718、nak80等。

  

   b) 非透明件,一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材,如618、738、2738、638、318等,表面进行氮化处理,氮化层深度为0.15-0.2mm,硬度为hv700-900。

  

   c) 若模具要求较低,也可选用低档进口钢材或国产钢材,氮化处理硬度一般为hv600-800。

  

   ㈡常用的 模具钢材性能及用途

  

   ⒈p20类模具钢材(预硬塑料模具钢):

  

   参考成分(%):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;

  

   国标钢号:3cr2mo

  

   ⑴瑞典一胜百assab 618:出厂状态及参考硬度:预硬hb280~320;性能及用途:具有良好的抛光和切削加工性能,广泛应用于热塑性塑料的注射模(一般用于中小型模具,可焊性一般)。

  

   ⑵日本大同(daido steel)px4、px5: 出厂状态及参考硬度:预硬hrc30~33;性能及用途:具有良好抛光性能,以焊接开裂敏感性低的成分平衡设计,焊接性能大幅度改善,用于大型镜面模具,如汽车尾灯、前挡板以及摄象机、家用电器壳体等。px5焊接性能、蚀纹性能较好,但易出加工砂眼,氮化性能一般(高光时)。

  

   ⑶德国葛利兹(groditz)w.1.2311:出厂状态及参考硬度:预硬hrc30~34;性能及用途:用于大型优质长期生产塑料模具,适合制造电视机壳、冰柜、洗衣机、水桶等模具。

  

   ⑷德国德威gsw-2311: 出厂状态及参考硬度:预硬hrc31~34;性能及用途:电蚀加工性能好,用于大中型镜面塑料模具。

  

   ⑸奥地利百禄(bohler)m202:出厂状态及参考硬度:预硬hrc30~34;性能及用途:属p20类,但碳、锰含量偏高。可进行电蚀加工,用于家电和汽车用塑料模具。

  

   ⑹法国阿塞洛(arcelor)sp300:出厂状态及参考硬度:预硬hrc30~34;性能及用途:具有良好的加工工艺性,抛光性和皮纹加工性,用于大而厚的塑料模具。

  

   ⑻国产p20(3cr2mo,抚顺特钢ft61): 出厂状态及参考硬度:预硬hrc30~36;性能及用途:淬透性高,综合力学性能好,抛光性能好,用于大中型复杂精密模具型腔、型芯、滑块、镶件等。

  

   ⒉p20+ni类模具钢材(预硬镜面塑料模具钢):

  

   参考成分(%):在p20的基础上加入1%左右的ni;

  

   国标钢号:3cr2nimo或3cr2nimnmo

  

   ⑴瑞典一胜百assab 718(uddeholm impax hh):出厂状态及参考硬度:预硬hb290~370;性能及用途:具有高淬透性,良好的抛光性能、电蚀加工性能和皮纹加工性能,适用于大型镜面塑料模具。

  

   ⑵日本大同(daido steel)pac5000: 出厂状态及参考硬度:预硬hrc36~39;性能及用途:硬度为36~39hrc的预硬钢,可直接刻模加工后付诸使用;组织及硬度均一,镜面可达#5000水平;采用焊接开裂敏感性较低的成分设计,焊接性良好。

  

   ⑶德国葛利兹(groditz)w.1.2738:出厂状态及参考硬度:预硬hrc29~35;性能及用途:材质硬度均匀;抛光性能优良;机械加工性能良好;有良好的淬火回火热处理性能;可施以氮化;适合表面处理(如:镀铬)。适合大型的塑料模具,特别是厚度大于mm,其淬透性及均匀度良好;大型塑料模具、模座;压铸模架。

  

   ⑷德国葛利兹(groditz)w.1.2711:出厂状态及参考硬度:预硬hrc32~40;性能及用途:①油淬及气淬塑料模具钢,有良好的淬透性;②良好的韧性;③抗热性能良好,适于冷作工具用途;④适于表面处理(如:镀铬);⑤有良好的抛光性能。适用于:①压制模具、模架、支撑工具;②需高硬度大型模具。。

  

   ⑸德国德威gsw-2738: 出厂状态及参考硬度:预硬hrc32~35;性能及用途:硬度均匀,切削性能和抛光性能较好,变形较小,用于大中型高韧性高抛光度模具,但可焊性一般,蚀纹易出现“梨花纹”。

  

   ⑹德国德威gsw-2711: 出厂状态及参考硬度:预硬hrc35~38;性能及用途:高强度、高韧性、高光整度塑料模具钢,具有良好的精光性能,适用于大中型及复杂塑料模具。

  

   ⑺奥地利百禄(bohler)m238:出厂状态及参考硬度:预硬hrc31~34;性能及用途:碳、锰含量偏高,镜面抛光性能好,可进行电蚀加工。

  

   ⑻法国阿塞洛(arcelor)sp2738:出厂状态及参考硬度:预硬hrc30~34;性能及用途:具有良好的加工工艺性,抛光性和皮纹加工性,用于大而厚的塑料模具。

  

   ⑼法国usinor clc2738:出厂状态及参考硬度:预硬hrc30~34;性能及用途:淬透性高,硬度均匀,具有良好的抛光、电蚀加工和皮纹加工性能,适于渗氮,用于大中型镜面塑料模具。

  

   ⑽国产718(3cr2nimo,抚顺特钢3cr2nimnmo ,ft62): 出厂状态及参考硬度:预硬hrc29~34;性能及用途:淬透性高,综合力学性能好,抛光性能好,用于特大型、大型复杂精密模具型腔、型芯。

  

   ⒊p21类模具钢材(时效硬化塑料模具钢)

  

   ⑴日本大同(daido steel)nak55、nak80: 出厂状态及参考硬度:预硬hrc37~43;性能及用途:高硬度镜面模具钢,用于高精度镜面模具。nak55切削加工性能好,nak80具有优良的镜面抛光性能

怎么选择塑料模具型腔及零部件用模具钢材?
。二者的缺点是补焊性能差,韧性较低,较细的圆柱凸起易折断(如喇叭窗网孔镶件)。

  

   ⑵韩国重工(株)ham-10:出厂状态及参考硬度预硬hrc37~42;性能及用途:析出型硬化钢,具有优良的镜面抛光性能,用于塑料透明部件(如汽车灯具、冰箱抽屉等)模具。

  

   ⑶国产nak80(抚顺特钢10ni3mncual,zft08,亦称pms钢):出厂状态及参考硬度:预硬hrc36~43;性能及用途:时效硬化钢,表面至中心硬度均匀;电蚀(电火花)加工性能优良;由于是经过特殊熔炼,所以具有优良的镜面抛光性能及蚀刻加工性能,用于有镜面要求的塑料透明部件(如摄像机、收音机、音响设备、透明罩及胶片等)模具。

  

   ⒋420类模具钢材(耐腐蚀镜面塑料模具钢):

  

   参考成分(%):c:0.30~0.40;cr:12.0~14.0;si:≤1.20;mn:≤1.25;ni:≤0.60。

  

   国标钢号:3cr13或4cr13

  

   ⑴瑞典一胜百assab s136(uddeholm stavax esr):出厂状态及参考硬度:退火215hb或预硬hrc30~34;性能及用途:耐蚀性好,淬回火后有较高硬度,抛光性好。用于耐腐蚀性和要求较高的塑料模具。

  

   ⑵日本大同(daido steel)s-star: 出厂状态及参考硬度:退火215hb或预硬hrc30~34;性能及用途:具有高耐蚀性、高镜面抛光性,热处理变形小,用于耐蚀镜面精密模具。

  

   ⑶德国葛利兹(groditz)w.1.2083 esr:出厂状态及参考硬度:退火225hb或预硬hrc30~34;性能及用途:①高光洁度;②良好的耐腐蚀性、耐磨性及机械加工性能;③淬透性质结构稳定,变形率低;④淬硬与回火状态后的抛光性能为最佳;⑤抗热应力疲劳性能良好;⑥材质均匀,高清净度。适用于:①防腐蚀需求,含酸性塑料,例如:pvc;②医疗器械模具;③光学仪器模具,例如:光盘、透镜等;④耐磨损模具。

  

   ⑷德国德威gs-083: 出厂状态及参考硬度:退火230hb或预硬hrc30~35;性能及用途:用于抗腐蚀塑料模具。

  

   ⑸奥地利百禄(bohler)m310:出厂状态及参考硬度:预硬hrc31~34;性能及用途:用于有防腐蚀要求及需镜面抛光的模具。

  

   ⑹韩国重工(株)hems-1a:出厂状态及参考硬度:预硬hrc23~33;性能及用途:具有高镜面抛光性能,用于彩管玻壳、pvc底盘等模具。

  

   ⑺国产s136(3cr13或4cr13,抚顺特钢ft64): 出厂状态及参考硬度:退火至235hb或预硬hrc30~36;性能及用途:机械加工性能好,经热处理(淬火+回火)后具有优良的耐腐蚀性能,抛光性能、较高的强度和耐磨性,适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等,但补焊性能较差。

  

   ⑻国产fs136(4cr13siniv,抚顺特钢研发生产): 出厂状态及参考硬度:退火至235hb或预硬hrc30~36;性能及用途:在国产s136(4cr13)的基础上,微调v、ni含量,优化合金配料,有效提高钢材纯净度,较大幅度降低s、p含量,钢锭经均匀化处理,改善合金成分的均匀性,成品钢材经高温回火作为最终热处理,软化硬度,改善组织,有效提高了耐腐蚀性能和镜面抛光性能。适用于耐腐蚀性和镜面抛光要求较高的塑料模具。

  

   ⒌高抗腐蚀类模具钢材:

  

   ⑴日本大同(daido steel)g-star: 出厂状态及参考硬度:预硬hrc31~34;性能及用途:耐腐蚀性优良(属于马氏体系不锈钢);被切削性优良(易切削不锈钢);出厂硬度达33hrc,可直接使用;经淬火回火达高硬度化:48hrc(1030℃淬火)。主要用途:光盘用模胚;要求耐腐蚀的模板;怕生锈的有冷却水孔模板;可取代镀铬模具;nak,px5的要求耐腐蚀的模腔。

  

   ⑵日本大同(daido steel)440c-esr: 出厂状态及参考硬度:退火至269hb,可淬火回火至hrc 54~58;性能及用途:品质稳定(采用esr特殊熔炼);耐磨损优良(热处理硬度:56hrc);耐腐蚀性优良(属于马氏体系不锈钢)。主要用途:既要求耐磨损又要求耐腐蚀性的塑料模具钢;半导体ic封口用塑料模具钢;要求耐锈蚀模具配件。。

  

   ⑶法国usinor clc2316h:出厂状态及参考硬度预硬hrc30~34;性能及用途:优良的耐蚀性能和镜面抛光性能,高的力学强度和耐磨性,用于耐腐蚀和需镜面抛光的模具。

  

   ⑷德国葛利兹(groditz)w.1.2316 esr:出厂状态及参考硬度:预硬hrc29~34;性能及用途:①调质预硬塑料模具钢;②高光洁度;③优良的耐腐蚀性;④优良的抛光性;⑤良好的耐磨性、韧性;⑥抗热应力疲劳性能良好;⑦材质均匀,高清净度。适用于抗高酸性能的工模具。

  

   ⑸德国德威gsw-2316: 出厂状态及参考硬度:预硬至hrc31~34;性能及用途:具有优良的耐蚀性能和镜面抛光性能,用于高防腐蚀及需镜面抛光的模具。

  

   ⑹奥地利百禄(bohler)m300:出厂状态及参考硬度:预硬hrc31~34;性能及用途:用于高防腐蚀要求及需镜面抛光的模具。

  

   ⑺国产3cr17mo(高耐腐蚀超镜面塑料模具钢,抚顺特钢研发生产):出厂状态及参考硬度:退火至285hb或预硬至hrc30~36;性能及用途:真空精炼加电渣重熔工艺,钢质纯净,耐磨性能高;适用于高防腐蚀及需要镜面抛光的模具,特别适合pvc产品模具。

  

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