常用模具材料01.doc

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1、6.4常用塑料模具零部件材料塑料注射模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一套完整的模具有各種各樣的零件，各個(gè)零件在模具中所處的位置、作用不同，對(duì)材料的性能要求就有所不同。合理選擇模具零件的材料，是生產(chǎn)高質(zhì)量模具、提高效率、降低成本的基礎(chǔ)。6.4.1塑料注射模具對(duì)材料的基本要求對(duì)于塑料注射模具，模具零件材料的基本要求如下。1.具有良好的機(jī)械加工性能塑料注射模具零件的生產(chǎn)，大部分由機(jī)械加工完成。良好的機(jī)械加工性能是實(shí)現(xiàn)高速加工的必要條件。良好的機(jī)械加工性能能夠延長(zhǎng)加工刀具的壽命，提高切削性能，減小表面粗糙度值，以獲得高精度的模具零件。2.具有足夠的表面硬度和耐磨性塑料制品的表面粗糙度和尺寸精度、模具

2、的使用壽命等，都與模具表面的粗糙度、硬度和耐磨性有直接的關(guān)系。因此，要求塑料注射模具的成型表面有足夠的硬度，其淬火硬度應(yīng)不低于55HRC，以便獲得較高的耐磨性，延長(zhǎng)模具的使用壽命。3.具有足夠的強(qiáng)度和韌性由于塑料注射模具在成型過(guò)程中反復(fù)受到壓應(yīng)力（注射機(jī)的鎖模力）和拉應(yīng)力（注射模型腔的注射壓力）的作用，特別是大中型和結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的注射模具，要求其模具零件材料必須有高的強(qiáng)度和良好的韌性，以滿(mǎn)足使用要求。4.具有良好的拋光性能為了獲得高光潔表面的塑料制品，要求模具成型零件表面的粗糙度值小，因而要求對(duì)成型零件表面進(jìn)行拋光以減小其表面粗糙度值。為保證拋光效果，模具材料不應(yīng)有氣孔、雜質(zhì)等

3、缺陷。5.具有良好的熱處理工藝性模具材料經(jīng)常依靠熱處理來(lái)達(dá)到必要的硬度，這就要求材料具有較好的淬硬性和淬透性。塑料注射模具的零件往往形狀較復(fù)雜，淬火后進(jìn)行加工較為困難，甚至根本無(wú)法加工，因此模具零件應(yīng)盡量選擇熱處理變形小的材料，以減少熱處理后的加工量。6.具有良好的耐腐蝕性一些塑料及其添加劑在成型時(shí)會(huì)產(chǎn)生腐蝕性氣體，因此選擇的模具材料應(yīng)具有一定的耐腐蝕性，另外還可以采用鍍鎳、鉻等方法提高模具型腔表面的抗蝕能力。7.表面加工性能好塑料制品要求外表美觀，花紋裝飾時(shí)，則要求對(duì)模具型腔表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕花紋，因此要求模具材料蝕刻花紋容易，花紋清晰、耐磨損。6.4.2塑料注射模具零件常用材

4、料目前生產(chǎn)中常用的塑料模具材料有金屬材料和非金屬材料，常用的金屬材料有碳素模具鋼、滲碳型塑料模具鋼、合金模具鋼以及塑料模具特殊用鋼等，它們的類(lèi)別和特點(diǎn)如下。1.碳素模具鋼⑴SM45鋼SM45鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì)45碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，其鋼中的S、P含量低，鋼材純度好。由于SM45鋼的淬透性差，制造較大尺寸的塑料模具，一般用熱軋、熱鍛或正火狀態(tài)，模具硬度低，耐磨性較差；制造小型塑料模具，用調(diào)質(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強(qiáng)韌性。鋼中碳含量中等，形狀簡(jiǎn)單的模具一般采用水冷淬火，形狀復(fù)雜的小型模具水淬容易出現(xiàn)裂紋，一般采用水淬油冷。SM45鋼的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，切削加工性能好

5、，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的強(qiáng)韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低檔的塑料模具。⑵SM50鋼SM50鋼屬碳素塑料模具鋼，其化學(xué)成分與高強(qiáng)中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼——50鋼相近，但鋼的潔凈度更高，碳含量的波動(dòng)范圍更窄，力學(xué)性能更穩(wěn)定。SM50鋼經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理后，具有一定的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，而且價(jià)格便宜，切削加工性能好，適宜制造形狀簡(jiǎn)單的小型塑料模具或精度要求不高、使用壽命不需很長(zhǎng)的模具等。但SM50鋼的焊接性能不好，冷變形性能差。⑶SM55鋼SM55鋼屬碳素塑料模具鋼，其化學(xué)成分與高強(qiáng)中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼——55鋼相近，但鋼的潔凈度更高，碳含量的波動(dòng)范圍更窄，力學(xué)性能更穩(wěn)

6、定。SM55鋼經(jīng)熱處理后具有高的表面硬度、強(qiáng)度、耐磨性和一定的韌性，一般在正火或調(diào)質(zhì)處理后使用。該鋼價(jià)格便宜、切削加工性能中等，當(dāng)硬度為179～229HBS時(shí)，相對(duì)加工性為50％，但焊接性和冷變形性均低。適宜制造形狀簡(jiǎn)單的小型塑料模具或精度要求不高、使用壽命不需要很長(zhǎng)的塑料模具。2.滲碳型塑料模具鋼⑴20鋼20鋼屬于低碳鋼，特點(diǎn)是強(qiáng)度低，塑性和韌性較高，切削性和焊接性很好。含錳量低的20鋼的切削加工性比含錳量高的要差些，但可以用正火或冷變形的方法來(lái)改善，冷變形還可以提高鋼的強(qiáng)度，而正火可以提高鋼的韌性，所以采用冷擠壓成形的模具在冷擠壓加工前最好先進(jìn)行正火處理。退火雖然能提高20

7、鋼的韌性，但由于其緩慢的冷卻可能引起游離鐵素體在晶粒邊界上析出，嚴(yán)重影響到鋼的切削加工性與加工后應(yīng)有的表面粗糙度，因此20鋼不適宜在退火狀態(tài)下制造各類(lèi)零件。20鋼適宜制作普通的中小型塑料模具。為了提高模具型腔的耐磨性，模具成形后需進(jìn)行滲碳或碳氮共滲熱處理，然后再進(jìn)行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有很好的韌性。⑵20Cr鋼20Cr鋼的強(qiáng)度和淬透性比相同含碳量的碳素鋼都有明顯提高，20Cr鋼經(jīng)淬火、低溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌性良好，回火脆性不明顯。