本篇文章給大家談?wù)勊苣z模具制作怎么選擇，以及塑膠模具的制作流程對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助。

如何選擇塑膠模具材料及硬度？

選擇塑膠模具材料及硬度的要求，一般是根據(jù)生產(chǎn)制品的總模數(shù)（產(chǎn)量、時(shí)間長度）、精密程度、適用塑料原料等方面來確定。

具體模具材料及硬度參考資料如下：

一、德國2311（P20）

出廠狀態(tài)：HB270-320

鋼材特性：優(yōu)質(zhì)塑膠模具鋼

用途：長期生產(chǎn)高質(zhì)塑膠模具。

二、德國2738（738/718）

出廠狀態(tài)：預(yù)硬至31-35HRC（290-330HB）738H預(yù)硬至330-370HB

鋼材特性：鋼材加入鎳成份，硬度均勻，切削良好，更適合大型模具，如電器產(chǎn)品，可電火花加工。用途：用于制造高級塑料注塑模具等。

738適合大型模具，附加1%鎳成份，其淬透性及硬度均比2311大大提高。因此鋼種是預(yù)加硬，故免卻在加工后進(jìn)行熱處理等工序。

三、德國2344（8407H13W302）

出廠狀態(tài)：HB180-210

鋼材特性：鋼質(zhì)清潔均勻，結(jié)構(gòu)良好，用3000噸壓機(jī)鍛壓，沖擊強(qiáng)高，經(jīng)超聲波檢驗(yàn)表面黑皮經(jīng)加工刨除，材料利用率高，且可減少加工費(fèi)用，有最

佳之紅硬性及良好的刃性。

用途：制鋅、鋁、錫等有色合金及銅合金之壓鑄模，或唧咀，擠壓軸心等，可用作熱鍛或沖壓模，經(jīng)淬火后可作高級永久性生產(chǎn)塑膠模。

四、德國2316（商業(yè)名：S136HS136）

出廠狀態(tài)：HB265-310

鋼材特性：最佳之拋光性；滲透性良好，良好之抗腐蝕性，此鋼材經(jīng)淬火及鏡面磨光后，其抗腐蝕性能更加可靠。預(yù)加硬抗腐蝕特佳，合要求鏡面及酸性塑膠模具。

2316A使用硬度，45-47HRC此時(shí)抗腐蝕性效果最佳。

五、德國2510商業(yè)名：德國油鋼

出廠硬度：軟性退火至約230HB

特點(diǎn)：此鋼為錳、鉻、鎢合鋼，是高品質(zhì)不變形的冷作工具鋼，具備優(yōu)良的機(jī)械加工性，淬硬時(shí)，尺寸極其穩(wěn)定，淬硬后表面在極高硬度。

帶有極高刃性，所以具優(yōu)良抗磨能力，及易于鍛制及淬火可適合廣泛使用在切削，冷沖壓和成型工具，如剪口刀模，冷沖壓模，各種量規(guī)、

鑼刀、鉸刀、工模軸套和塑料小模件。

六、德國2083防酸鏡面模具鋼

出廠硬度：經(jīng)硬化及回火至HB265-310

特點(diǎn)：可加硬至52HRC防酸鏡面模具鋼。拋光性能良好，適合電蝕。用途：適合酸性塑膠及要求良好拋光的模具。2083H可預(yù)硬至280-310HB防酸及拋光性能良好。七、日本優(yōu)質(zhì)皇牌鋼S50CS55C55號鋼

鋼材特性：此鋼適用于做一般塑膠模，因其含碳水化合物量高，比普通鋼料耐用且價(jià)格平宜，故較為普遍使用。

八、瑞典718H

出廠狀態(tài)：預(yù)硬至35-39HRC

鋼材特性：鋼材加入鎳成份，硬度均勻，切削良好，更適合大型模具如電器產(chǎn)品，可電火花加工。用途：用于制造高級塑料注塑模具。

九、瑞典S136H預(yù)加硬透明耐蝕鏡面模鋼。

出廠狀態(tài)：淬火加回火HRC31-35

特點(diǎn)：最佳之拋光性；滲透性良好，良好之抗腐蝕性，此鋼模經(jīng)淬火及鏡面磨光后其抗腐蝕性更加可靠。S136、S136H熱處理分析S136：退火至215HB

S136H：預(yù)硬至290-330HB

高純度、高鏡面度，拋光性能好，抗銹防酸能力極佳，熱處理變形小。

S136的特點(diǎn)；優(yōu)良的耐腐蝕性，優(yōu)良的可拋光性，優(yōu)良的耐磨性，優(yōu)良的機(jī)械加工性，淬硬時(shí)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。結(jié)合上列的優(yōu)點(diǎn)，使得S136有卓越的生產(chǎn)特性，而具備優(yōu)良耐腐蝕性的塑膠模具，更有下列特點(diǎn)：①、較低的維護(hù)費(fèi)用，模具經(jīng)過長期使用后，模穴表面仍然維持原先的光滑狀態(tài)，模具在潮濕的環(huán)境下操作或儲存時(shí)不需要特別的保護(hù)。②、較低的生產(chǎn)成本：模具不因冷卻水的影響而腐蝕，由于有一定的冷卻循環(huán)可增加模具壽命。S136能適用于所有的模具，由于其特殊的性質(zhì)，更適合特殊環(huán)境的需求。

十、瑞典8407熱作壓鑄模負(fù)鋼

出廠狀態(tài)：退火HB≤180

鋼材特點(diǎn)：鋼質(zhì)清潔均勻，結(jié)構(gòu)良好，用3000噸壓機(jī)鍛壓，沖出強(qiáng)度高，經(jīng)超聲波檢驗(yàn)，表面黑皮經(jīng)加工刨除，材料利用率高，且可減小加工費(fèi)用，

有最佳之硬性及良好的刃性。

用途：制鋅、鋁、錫等有色合金及銅合金之壓鑄劃，或唧咀，擠壓軸心等，可用作熱鍛或沖壓模，經(jīng)淬火后可作高級永久性生產(chǎn)塑膠模。

十一、瑞典DF-2不變耐磨油鋼，商業(yè)名：瑞典油鋼出廠狀態(tài)：退火≤HB190

用途：用途廣泛，要制作成冷作工具及模具，切削刀具，塑膠模嵌件，手節(jié)壓花模，量具及成型工具。

十二、日本NAK80

出廠狀態(tài)：HB370-400

鋼材特點(diǎn)：高性能拋光鏡面鋼，合要求鏡面塑膠模具。

十三、日本三菱MUP（高級塑膠模具鋼）

出廠硬度：預(yù)硬至HB270-320

特點(diǎn)：硬度及金相結(jié)構(gòu)均勻，容易達(dá)成鏡面磨光，預(yù)硬塑膠模具鋼，硬度均勻透切，永不變形，因含硫量低，對火花電蝕更為適合。

MUP系列鋼材特點(diǎn)是：純潔度良好，耐磨性高，加工性能良好，適合蝕紋，電蝕及焊接等加工，適用于各類優(yōu)質(zhì)塑膠模具之制作。

模具在機(jī)械加工后變形，主要原因是鋼材內(nèi)部的殘余應(yīng)力所引起。

塑膠模具鋼的鋼種如何選擇？

通常接冷作模具的使用條件，可以將鋼種選擇分為以下四種情況：

（1）尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的冷作模具。例如．小沖頭，剪落鋼板的剪刀等可選用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具鋼制造。這類鋼的優(yōu)點(diǎn)是；可加工性好、價(jià)格便宜、來源容易。但其缺點(diǎn)是：淬透性低、耐磨性差、淬火變形大。因此，只適于制造一些尺寸小、形狀簡單、輕負(fù)荷的工具以及要求硬化層不深并保持高韌性的冷像模等。

（2）尺寸大、形狀復(fù)雜、輕負(fù)荷的冷作模具。常用的鋼種有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具鋼。這些鋼在油中的淬透直徑大體上可達(dá)40mm以上。其中9Mn2V鋼是我國發(fā)展的一種不含Cr的冷作模具用鋼．可代替或部分代替含Cr的鋼。

9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂傾向性比CrWMn鋼小、脫碳傾向性比9SiCr鋼小，而淬透性比碳素工具鋼大．其價(jià)格只比后者高約30%因此是一個(gè)值得推廣使用的鋼種。

但9Mn2V鋼也存在一些缺點(diǎn)如沖擊韌性不高，在生產(chǎn)使用中發(fā)現(xiàn)有碎裂現(xiàn)象．另外回火穩(wěn)定性較差，回火溫度一般不超過180℃在200℃回火時(shí)抗彎強(qiáng)度及韌性開始出現(xiàn)低值。

9Mn2V鋼可在硝鹽、熱油等冷卻能力較為緩和的淬火介質(zhì)中淬火。對于一些變形要求嚴(yán)格而硬度要求又不很高的模具，可采用奧氏體等溫淬火。

3）尺寸大、形狀復(fù)雜重負(fù)荷的冷作模具。須采用中合金或高合金鋼．如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WVCr4W2MoV等，另外也有選用高速鋼的。

用高速鋼做冷作模具的傾向巴日趨增大、但應(yīng)指出，此時(shí)已不再是利用高速鋼所特有的紅硬性長處．而用它的高淬透性和高耐磨性。為此．在熱處理工藝上也應(yīng)有所區(qū)別。

選用高速鋼做冷模具時(shí)．應(yīng)采用低溫淬火．以提高韌性。例如W18Cr4V鋼做刃具時(shí)常用的淬火溫度為1280-1290℃。而做冷作模具時(shí)，則應(yīng)采用1190℃的低溫淬火。又如W6Mo5Cr4V2鋼．采用低溫淬火后可使壽命大大提高、特別是顯著減少了折損率。

〔4)受沖擊負(fù)荷且刀間單薄的冷作模具。如上所述．前三類冷作模具用鋼的使用性能要求均以高耐磨性為主為此均采用高碳過共析鋼乃至榮氏體鋼。而對有的冷作模具加切邊樓、沖裁模等．其對口單?。褂脮r(shí)又受沖擊負(fù)荷作用則應(yīng)以要求高的沖擊韌性為主。為了解決這一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亞共折鋼．以避免由于一次及二次碳化物而引起鋼的韌性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高鋼的回火穩(wěn)定性和回火溫度（240一270℃回火）這樣有利于充分消除淬火應(yīng)力使嘰提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成難熔碳化物的元素以細(xì)化晶粒、提高韌性。常用的高韌性冷作模具用鋼有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。

塑膠模具鋼材選擇的基本原則

塑膠模具鋼材選擇的基本原則：

原則1：工藝性能要求

因?yàn)樗苣z模具的制造一般都需要經(jīng)過鑄造、切削加工、熱處理等工序，選擇塑膠模具鋼材時(shí)的工藝性能要求，主要包括有淬透性、淬硬性、可鍛性、可磨削性、退火工藝性、切削加工性……等。這樣，才可以保證塑膠模具的制造質(zhì)量，下降生產(chǎn)成本。

原則2：滿足工作條件要求

選擇塑膠模具鋼材需要滿足一定的工作條件要求，如：耐磨性、耐蝕性、強(qiáng)韌性、疲勞斷裂性、抗回火穩(wěn)定性、耐冷熱疲勞性……等。我們只要滿足了這些工作條件要求，才能夠在充分地保證塑膠模具的質(zhì)量的同時(shí)，也可以有效地保證塑膠模具的適用性。

原則3：經(jīng)濟(jì)實(shí)用性

選擇塑膠模具鋼材時(shí)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性也是必須要考慮的一個(gè)問題。所以，為了考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的需求，可以在滿足塑膠模具鋼材使用性能的前提條件下，盡可能地下降制造本錢，首先選用價(jià)格較低的鋼材。當(dāng)然，在選擇的同時(shí)還需要適當(dāng)?shù)卣遄檬袌龅纳a(chǎn)和供應(yīng)情況，盡可能少而集中，這樣才比較易于購買。

塑料模具的材料選擇

1、塑料模的工作條件

由于塑料及塑料成型工業(yè)的發(fā)展，對塑料的模具的質(zhì)量要求也越來越高，因而塑料模具的失效問題及其影響因素已成為重要的研究課題。塑料模的主要工作零件是成型零件，如凸模、凹模等，它們構(gòu)成塑料模的型腔，以成型塑料制件的各種表面并直接與塑料接觸，經(jīng)受壓力、溫度、摩擦和腐蝕等作用。

2 、塑料模材料失效原因分析

一般模具制造中包括模具設(shè)計(jì)、選用材料、熱處理、機(jī)械加工、調(diào)試與安裝等過程。根據(jù)調(diào)查表明：模具失效的因素中，模具所使用的材料與熱處理是影響使用壽命的主要因素。從全面質(zhì)量管理的角度出發(fā)，不能把影響模具使用壽命的諸因素作為多項(xiàng)式之和來衡量，而應(yīng)該是多因素的乘積，這樣，模具材料與熱處理的優(yōu)劣在整個(gè)模具制造過程中就顯得特別重要。

從模具失效的普遍現(xiàn)象分析，塑料模具在服役過程中，可產(chǎn)生磨損失效、局部性變形失效和斷裂失效。塑料模具的重要失效形式可分為磨損失效、局部塑性變形失效和斷裂失效。

3、 塑料模具鋼性能要求 隨著制造業(yè)快速發(fā)展，塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具，在總的模具產(chǎn)量中所占的比例逐年增加，隨著高性能塑料的發(fā)展和不斷生產(chǎn)，塑料制品的種類日益增多，用途不斷擴(kuò)大，制品向精密化、大型化、復(fù)雜化發(fā)展。成型生產(chǎn)向高速化發(fā)展，模具的工作條件也越趨復(fù)雜。

1）型腔表面的磨損和腐蝕

塑料熔體以一定的壓力在模腔內(nèi)流動，凝固的塑件從模具中脫出，都對模具成型表面造成摩擦，引起磨損。造成塑料模具磨損失效的根本原因就是模具與物料間的摩擦。但磨損的具體形式和磨損過程則與許多因素有關(guān)，如模具在工作過程中的壓力、溫度、物料變形速度和潤滑狀況等。當(dāng)塑料模具使用的材料與熱處理不合理時(shí)，塑料模具的型腔表面硬度低，耐磨性差，其表現(xiàn)為：型腔面因磨損及變形引起的尺寸超差；粗糙度值因拉毛而變高，表面質(zhì)量惡化。尤其是當(dāng)使用固態(tài)物料進(jìn)入塑模型腔時(shí)，它會加劇型腔面的磨損。加之塑料加工時(shí)含有氯、氟等成分受熱分解出腐蝕性氣體HC1、HF，使塑料模具型腔面產(chǎn)生腐蝕磨損，導(dǎo)致失效。如果在磨損的同時(shí)又有磨損損傷，使型腔表面的鍍層或其他防護(hù)層遭到破壞，則將促進(jìn)腐蝕過程。兩種損傷交叉作用，加速了腐蝕一磨損失效。

2）塑性變形失效

塑料模型腔表面受壓、受熱可引起塑性變形失效，尤其是當(dāng)小模具在大噸位設(shè)備上工作時(shí)，更容易產(chǎn)生超負(fù)荷塑性變形。塑料模具所采用的材料強(qiáng)度與韌性不足，變形抗力低；塑性變形失效另一原因，主要是模具型腔表面的硬化層過薄，變形抗力不足或工作溫度高于回火溫度而發(fā)生相變軟化，而使模具早期失效。

3）斷裂

斷裂的主要原因是由于結(jié)構(gòu)、溫差而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、熱應(yīng)力或因回火不足，在使用溫度下，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，引起局部體積膨脹，在模具內(nèi)部產(chǎn)生的組織應(yīng)力所致。

塑料模具的工作條件與冷沖模不同， 一般須在150℃-200℃下進(jìn)行工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度影響。同一種模具會有多種失效形式，即使在同一個(gè)模具上也可能出現(xiàn)多種損傷。從塑料模的失效形式可知，合理的選用塑料模具材料和熱處理是十分重要的，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到模具的使用壽命。所以，塑料模具用鋼應(yīng)滿足以下要求：

1）耐熱性能

隨著高速成型機(jī)械的出現(xiàn)，塑料制品運(yùn)行速度加快。由于成型溫度在200--350℃之間，如果塑料流動性不好，成形速度又快，會使模具部分成型表面溫度在極短時(shí)間內(nèi)超過400℃。為保證模具在使用時(shí)的精度及變形微小，模具鋼應(yīng)有較高的耐熱性能。

2） 足夠耐磨性

隨著塑料制品用途的擴(kuò)大，在塑料中往往需添加玻璃纖維之類的無機(jī)材料以增強(qiáng)塑性，由于添加物的加入，使塑料的流動性大大降低，導(dǎo)致模只的磨損，故要求棋具有良好的耐磨性。

3） 優(yōu)良的切削加工性

大多數(shù)塑料成型模具，除電火花加工還需進(jìn)行一定的切削加工和鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命，在切削過程中加工硬化小。為避免模具變形而影響精度，希望加工殘余應(yīng)力能控制在最小限度。

4） 良好的熱穩(wěn)定性

塑料注射模的零件形狀往往比較復(fù)雜，淬火后難以加工，因此應(yīng)盡量選用具有良好的熱穩(wěn)定性的材料。

5）鏡面加工性能

型腔表面光滑，成型面要求拋光成鏡面，表面粗糙度低于Ra0.4m，以保證塑料壓制件的外觀并便于脫模。

6）熱處理性能

在模具失效事故中，因熱處理造成的事故一般是52．3%，以致熱處理在整個(gè)模具制造過程中占有重要的地位，熱處理工藝的好壞對模具質(zhì)量有較大的影響。一般要求熱處理變形小，淬火溫度范圍寬，過熱敏感性小，特別是要有較大的淬硬性和淬透性等等。

7） 耐腐蝕性

在成形過程中可能放出腐蝕氣受熱分解出具有腐蝕性的氣體，如HC1、HF等腐蝕模具，有時(shí)在空氣流道口處使模具銹蝕而損壞，故要求模具鋼有良好的耐蝕性。

4 、新型塑料模具鋼

一般塑料模具常采用正火態(tài)的45鋼或40Cr鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)制造。硬度要求較高的塑料模具采用CrWMn或Crl2MoV等鋼制造。對工作溫度較高的塑料模具，可以選擇用韌性高的熱作模具鋼。為了滿足塑料型腔對尺寸精度和表面質(zhì)量的更高要求，新近又研制一系列新型模具鋼。

1）滲碳型塑料模具鋼

滲碳型塑料模具鋼主要用于冷擠壓成型型腔復(fù)雜的塑料模具，這類鋼的含碳量較低，常加元素Cr，同時(shí)加入適量Ni、Mo和v，作用是提高淬透性和滲碳能力，為了便于冷擠壓成形，這類鋼在退火狀態(tài)須有高的塑性和低的變形抗力，退火硬度≤1 00HBS。在冷擠壓成形后進(jìn)行滲碳和淬火回火處理，表面硬度可達(dá)58---62HRC。此類鋼國外有專用鋼種，如瑞典的8416、美國的P2和P4等。國內(nèi)常采用12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼、20Cr2Ni4A，耐磨性好，無塌陷及表面剝落現(xiàn)象，模具壽命提高。鋼中元素cr，Ni、Mo、V增加滲碳層的硬度和耐磨性及心部的強(qiáng)韌性。

2）預(yù)硬型塑料模具鋼

這類鋼的含碳量為0.3% -O.55%，常用合金元素有Cr、Ni、Mn、v等。為了改善其切削性，加入s、ca等元素．通過研制、引進(jìn)又發(fā)展了幾種典型塑料模具鋼Y55CrNiMn-MoVS(SMI）是中國研制的含S系易切削塑料模具鋼，其特點(diǎn)是預(yù)硬態(tài)交貨硬度為35_40 HRC，有較好的切削加工性，加工后不再熱處理，可直接使用。加人Ni固溶強(qiáng)化并增加韌性，加入Mn與S形成易切削相MnS；加入Cr、Mo、V，增加鋼的淬透性 8Cr2S鋼就足屬于易切削精密模具用鋼。

3）時(shí)效硬化型塑料模具鋼

開發(fā)了低鈷、無鈷、低鎳的馬氏體時(shí)效鋼，MASI是一種典型的馬氏時(shí)效鋼。經(jīng)8150C固溶處理后，硬度為28—32HRC，叮進(jìn)行機(jī)械加工，再經(jīng)4800C時(shí)效，時(shí)效時(shí)折出Ni3Mo、Ni3Ti等金屬間化合物，使硬度達(dá)到48—52 HRC。鋼的強(qiáng)韌性高、時(shí)效時(shí)尺寸變化小、焊補(bǔ)性能好，但鋼的價(jià)格昂貴、在國內(nèi)不太受歡迎。

4）耐蝕塑料模具鋼

以聚氯乙烯（Pvc）及ABS加抗燃樹脂為原料的塑料制品，在成形過程中分解產(chǎn)生腐蝕性氣體，會腐蝕模具。因此，要求塑料模具鋼具有很好的耐蝕性能。國外常用耐蝕塑模鋼有馬氏體不銹鋼和析出硬化型不銹鋼兩類。國外的有如瑞典ASSAB公司的STVAX（4Crl3）和A SSAB一8407等。

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