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塑料模具钢的选择因素

TIME:2018-03-14   click: 66 次


塑料模具的零部件分为两大类:一类为结构件,包括浇注系统、导向件、顶模板、顶出机构、支承件等;另一类为成型件:包括型腔、型芯、嵌镶件等。其中第一类零件可按机械零件的要求进行强度和结构设计,材料一般选用中低碳素结构钢、合金钢和碳工钢。而成型件由于结构复杂,要求工件的尺寸精度高,表面粗糙度值低,接缝密合性好,对模具材料的力学性能、耐磨性及加工工艺都提出了专业要求。
 
1模具的主要失效形式
  由于模具的工作温度较高,压力较大,有的塑料材料易于与模具表面发生磨损和腐蚀作用,有时还会受到脱模带来的碰撞。其主要失效形式有以下三种。
  1.1表面磨损
  由于塑料中增强树脂填料,对模具型腔表面产生冲刷、磨损和腐蚀作用,从而影响到模具型腔表面粗糙度值升高,尺寸超差。
  1.2 变形
  模具局部产生塑性变形,导致表面发生凹陷、皱纹、麻点和棱角堆塌等损坏。
  1.3 断裂
  由模具局部应力集中导致的断裂现象。
2 模具的制造和使用要求
  塑料模具对材料在强度和韧度上的要求低于冷作模和热作模,根据其失效形式和工作要求,其基本性能要求归纳为:
  2.1 足够的耐磨性
  由于表面磨损是模具的主要失效形式之一,因此模具应当有足够的硬度,以保证模具的耐磨性,保证模具的寿命。通常需要选择合适的材料和恰当的热处理方法来满足硬度的要求。但当硬度达到一定值时,硬度对耐磨性的提高作用就不明显。
        2.2 减少热处理变形影响
  由于注塑零件形状往往比较复杂,塑料模具在淬硬后很难加工,有时甚至无法加工。为了提高硬度,必须进行热处理。要采取适当的措施来减低热处理变形的影响,对于必须在热处理后进行加工的模具,应选用热处理变形小的材料。
  2.3 优良的切削加工性能
  塑料模具的制造中切削加工成本常占大部分,为了延长切削刀具的使用寿命,保证加工表面质量,要求模具材料具有良好的切削加工性,对于预硬性材料,要求淬火后也有好的加工性。
  2.4 良好的抛光性能和刻蚀性
  为获得高品质的塑料制品,模具内型腔的表面必须进行抛光以减小表面粗糙度值,为了保证模具具有良好的电加工性和镜面抛光性,花纹图案刻蚀性,模具钢应当是材料的纯洁度高,组织细微、均匀、致密,无纤维方向性。
  2.5 良好的耐腐蚀性能
  注塑PVC或加有阻燃剂等添加剂的塑料制品时,会分解出具有腐蚀性的气体,对模具的表面有一定的化学腐蚀作用,制作这类模具时,应选用具有一定抗腐蚀能力的钢材。

各模具钢牌号及性能:

 

序号 外国牌号 厂家 钢种类别 近似对应钢号 主要特点及用途
        中国 美国 日本 德国  
1 A2 美国AISI 冷作模具钢 Cr5Mo1V
  
SKD12 1.2363
  
2 D2 美国AISI 冷作模具钢 C12Mo1V
  
SKD11 1.2379
  
3 D3 美国AISI 冷作模具钢 Cr12
  
SKD1 1.2080
  
4 DC11 日本大同 冷作模具钢 Cr12Mo1V1 D2 SKD11
  

  
5 DC53 日本大同 冷作模具钢 Cr8Mo1VSi
  
DC11改进型
  
高温回火后具有高硬度、高韧性,线切割性良好
6 DF-2 瑞典ASSAB 冷作模具钢 9Mn2V O2
  

  
良好冲裁能力,热处理变形小,用于小型冲压模,切纸刀片
7 DF-3 瑞典ASSAB 冷作模具钢 9CrWMn O1 SKS3 1.2510 良好韧口保持能力,淬火变形小,用于薄片冲模、压花模
8 GOA 日本大同 殊冷作模具钢
  

  
SKS3改进型
  
淬透性高,耐磨性好,用于冷冲裁模,成形模,冲头,压花
9 GSW-2 3 7 9 德国德威 冷作模具钢 Cr12Mo1V1 D2
  
1.2379 用于冷挤压,冲压模,也用于高耐磨性塑料模具
10 K100 奥地利百禄 高碳高铬冷作模具钢 Cr12 D3
  
1.2080 高耐磨性,优良的耐腐蚀性,用于不锈钢薄板切边,深冲,冷压,成形模
11 K110 奥地利百禄 高韧性高铬冷作模具钢 Cr12Mo1V1 D2
  

  
良好的强度、硬度和韧性,用于重载冲压模
12 K460 奥地利百禄 油淬冷作模具钢 MnCrWV O1
  
1.2510 高强度,热处理变形小,用于金属冲压模
13 M2 美国AISI 冷作模具用钼系高速钢 W6Mo5Cr4V2
  
SKH9 1.3343
  
14 O1 美国AISI 油淬冷作模具钢 MnCrWV
  
SKS3 1.2510
  
15 O2 美国AISI 油淬冷作模具钢 9Mn2V
  

  
1.2842
  
16 P18 俄罗斯 冷作模具用钨系高速钢 W18Cr4V T1 SKH2 1.3355
  
17 STD11 韩国重工 空淬冷作模具钢 Cr12Mo1V1 D2改良 SKD11
  
高清净度、硬度均匀、高耐磨、高强度
18 XW-10 瑞典ASSAB 空淬冷作模具钢 Cr5Mo1V A2 SKD12
  
韧性好,高耐磨,热处理变形小
19 XW-42 瑞典ASSAB 高碳高铬冷作模具钢 Cr12Mo1V1 D2
  

  
良好淬透性及强韧性、高耐磨、热处理变形小、回火抗力好
20 YK30 日本大同 油淬冷作模具钢
  
O2 SKS93
  
冷冲压模
21 8407 瑞典ASSAB 通用热作模具钢 4Cr5MoSiV1 H13
  

  
用于锤锻、挤压、压铸模,也可用于塑料模具
22 DH21 日本大同 铝压铸模用钢 4Cr3Mo3VSi
  

  

  
抗热疲劳开裂性能好,模具使用寿命较高
23 DH2F 日本大同 预硬化模具钢 H13+S
  
SKD61改良
  
预硬37~41HRC,韧性良好,用于复杂精密锌热作模具
24 DH31S 日本大同 压铸模用钢
  

  

  

  
淬透性好,抗热疲劳开裂和抗热熔损性均良好
序号 外国牌号 厂家 钢种类别 中国 美国 日本 德国 主要特点及用途
25 DH42 日本大同 铜压铸模用钢
  

  

  

  
用于铜合金压铸和热挤压模
27 GSW-2 3 4 4 德国德威 通用压铸模用钢 4Cr5MoSiV1 H13型
  

  
用于铝、锌合金压铸模
28 H10 美国AISI 美国H系列热作模具钢 4Cr3Mo3SiV
  

  
1.2365
  
29 H11 美国AISI 美国H系列热作模具钢 4Cr5MoSiV
  
SKD6 1.2343
  
30 H13 美国AISI 美国H系列热作模具钢 4Cr5MoSiV1
  
SKD61 1.2344 在我国广泛应用
31 H21 美国AISI 美国H系列热作模具钢 3Cr2W8V
  
SKD5 1.2581 在我国广泛应用
32 HDS-1 韩国重工 热作模具钢 H13改良型
  

  

  
具有良好的强韧性和抗回火稳定性,用于压铸模、热挤压模
33 QRO-90 瑞典ASSAB 热作模具钢 (4Cr3Mo3VSi)
  

  

  
高温强度高,导热性好,耐热冲击,抗热疲劳
34 STD61 韩国重工 热作模具钢 近似H13
  

  

  
具有良好的高温强度和韧性,用于压铸、热挤压、热冲压模
35 W302 奥地利百禄 热作模具钢 近似H13
  

  

  
用于铝、锌合金热挤压、热冲压模
36 420SS 美国AISI 耐蚀塑料模具钢 4Cr13
  

  
X38C13 马氏体型不锈钢
27 440C 美国AISI 耐蚀塑料模具钢 11Cr17
  
SUS440C
  
马氏体型不锈钢
28 618 瑞典ASSAB 预硬化塑料模具钢 3Cr2Mo P20
  

  
在我国广泛应用
29 716 瑞典ASSAB 耐蚀塑料模具钢
  
420 SUS420J1
  
马氏体型不锈钢
30 718 瑞典ASSAB 镜面塑料模具钢 3Cr2Mo+ Ni P20+Ni
  

  
可预硬交货,高淬透性,良好的抛光性能电加工性能和皮纹加工性能
31 CLC2083 法国USINOR 耐蚀镜面塑料模具钢 4Cr13型
  

  

  
良好的耐蚀性和力学强度,高的淬透性及耐磨性,优良的镜面抛光性
32 CLC2316H 法国USINOR 耐蚀镜面塑料模具钢 4Cr16型
  

  

  
同上
33 CLC2738 法国USINOR 预硬化镜面塑料模具钢 3Cr2Mo+ Ni
  

  

  
近似718
34 CLC2 7 3 8 HH 法国USINOR 高级镜面塑料模具钢
  

  

  

  
比CLC2738洁净度更高,硬度更均匀,模具性能更佳,寿命长
35 G-STAR 日本大同 耐蚀塑料模具钢
  

  

  

  
出厂硬度HRC33~37,具有良好的耐蚀性和切削加工性
36 GSW-2 0 8 3 德国德威 耐蚀塑料模具钢 4Cr13型
  

  

  
具有良好的耐蚀性,用于PVC材料模具
37 GSW-2 3 11 德国德威 预硬化塑料模具钢 P20型
  

  

  
出厂硬度HRC31~34,可电火花加工 用于大中型镜面塑料模具
38 GSW-2 3 1 6 德国德威 耐蚀塑料模具钢 4Cr16型
  

  

  
出厂硬度HRC31~34, 有良好的耐蚀性和镜面抛光性
39 GSW-2 7 3 8 德国德威 镜面塑料模具钢 P20+Ni
  

  

  
出厂硬度HRC31~34,,硬度均匀,抛光性能好,用于大中型镜面塑料模具
序号 外国牌号 所属国家或厂家 钢种类别 中国 美国 日本 德国 主要特点及用途
40 HAM-10 韩国重工 镜面塑料模具钢
  

  

  

  
出厂硬度HRC37~42, 镜面抛光性能好,用于透明塑料部件模具
41 HEMS-1A 韩国重工 耐蚀塑料模具钢 3Cr13型
  

  

  
出厂硬度HRC23~33, 高级镜面抛光性能
42 HP-1A 韩国重工 普通塑料模具钢
  

  

  

  
良好的加工性能,加工变型小,用于玩具模具
43 HP-4A 韩国重工 预硬化塑料模具钢 3Cr2Mo
  

  

  
出厂硬度HRC25~32, 硬度均匀,加工性能好
44 HP-4MA 韩国重工 预硬化塑料模具钢 P20改良型
  

  

  
出厂硬度HRC27~34,,硬度均匀,耐磨性好,用于各种家用电器外壳模具
45 M202 奥地利百禄 预硬化塑料模具钢 P20型
  

  

  
出厂硬度HRC30~34, 可进行电加工
46 M238 奥地利百禄 镜面塑料模具钢 P20+Ni型
  

  

  
出厂硬度HRC30~34, 镜面抛光性好,M238H更高级
47 M300 奥地利百禄 耐蚀镜面塑料模具钢 马氏体型
  

  

  
具有优良的耐蚀性,高的力学强度和耐磨性,并有优良的镜面抛光性
48 M310 奥地利百禄 耐蚀镜面塑料模具钢 4Cr13型
  

  

  
具有优良的耐蚀性,耐磨性,镜面抛光性
49 NAK55 日本大同 镜面预硬化塑料模具钢
  

  

  

  
出厂硬度HRC37~43, 切削加工性能好,用于高精度镜面模具
50 NAK80 日本大同 镜面预硬化塑料模具钢
  

  

  

  
出厂硬度HRC37~43, 镜面抛光性能好,用于高精度镜面模具
51 P20 美国AISI 预硬化塑料模具钢 3Cr2Mo
  

  
1.2330 在我国广泛应用,出厂硬度HRC30~42,适用于大中型精密模具
52 PXZ 日本大同 预硬化塑料模具钢
  

  

  

  
出厂硬度HRC27~34,具有良好的切削性和焊补性
53 PX4,PX5 日本大同 镜面预硬化塑料模具钢 P20改良型
  

  

  
出厂硬度HRC30~33, 用于大型镜面模具
54 S45CS50CS55C 日本JIS 普通塑料模具钢 SM45 SM48SM50 SM53SM55
  

  

  
用于模具非重要的结构部件,如模架等
55 S-136 瑞典ASSAB 耐蚀塑料模具钢 3Cr13/4Cr13
  

  

  
中碳高铬不锈钢,耐蚀性好、硬度高、抛光性好
56 S-STAR 日本大同 耐蚀镜面塑料模具钢 马氏体型
  

  

  
高耐蚀性,高镜面抛光性,热处理变形小,用于耐蚀镜面模具
57 SP300 法国CLI 预硬化塑料模具钢
  

  

  

  
具有良好的加工性抛光性和皮纹加工性,用于家电、汽车塑料模具
58 HFH-1 韩国重工 火焰淬火模具钢 7CrSiMnMoV
  

  

  
较好的淬透性,良好的韧性耐磨性,热处理变形小
59 STF-4M 韩国重工 锻造用模具钢
  
6F2改良
  

  
具有优良的抗热冲击性能和高的耐磨性,用于锻造模、热冲压模
 

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