本篇文章給大家談?wù)勊芰夏＞卟牧线x擇，以及塑料材質(zhì)模具對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。

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、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，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，它會加劇型腔面的磨損。加之塑料加工時含有氯、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，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，因為它們直接關(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間內(nèi)超過400℃。為保證模具在使用時的精度及變形微小，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）時效硬化型塑料模具鋼

開發(fā)了低鈷、無鈷、低鎳的馬氏體時效鋼，MASI是一種典型的馬氏時效鋼。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時效，時效時折出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、時效時尺寸變化小、焊補(bǔ)性能好，但鋼的價格昂貴、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。

塑料模具材料有哪些?

塑料模具材料按照不同特性可以分為以下六類：

1、預(yù)硬型

通過向鋼中加入硫、鈣、鉛、硒等元素，可以有效改善預(yù)硬化型塑料模具鋼的切削加工性能。我國常用的預(yù)硬型塑料模具鋼有Y55CrNiMnMoV(SM1),5NiSCa,3Cr2Mo，Y20CrNi3AlMnMo(SM2),4Cr5MoSiVS, 8Cr2Mn－WMoVS(8CrMn) 。

2、滲碳型

　 滲碳型塑料模具用鋼有瑞典的8416、美國的P2和P4等。國內(nèi)常采用工業(yè)純鐵(如DT1和DT2)、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼，以及國內(nèi)最新研制的冷成形專用鋼 0Cr4NiMoV(LJ)。

3、淬硬型

　 常用的淬硬型塑料模具鋼有：碳素工具鋼 (如T7A、T8A)、低合金冷作模具鋼(如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV鋼)、Cr12型鋼(如Cr12MoV鋼)、高速鋼(如W6Mo5Cr4V2鋼)、基體鋼和某些熱作模具鋼等。

4、時效硬化型

　 時效硬化型塑料模具鋼有18Ni140級,18Ni170級和18Ni210級,除此之外還有10Ni3MnCuAl(PMS)，18Ni9Co,06Ni16MoVTiAl,25CrNi3MoAl ，其特點是含碳量低、合金度較高，經(jīng)高溫淬火后將形成的固溶體進(jìn)行時效處理，可以造成鋼的強(qiáng)化和硬化。

5、調(diào)質(zhì)型

調(diào)質(zhì)型塑料模具鋼如45，50，55，40Cr，40Mn，50Mn，S48C，4Cr5MoSiV，38CrMoAlA.鋼屬析出硬化不銹鋼 ,硬度為32～35HRC時可進(jìn)行切削加工。該鋼再經(jīng)460～480℃時效處理后，可獲得較好的綜合力學(xué)性能。

6、耐蝕型

耐蝕型塑料模具鋼主要有1Cr18Ni9，2Cr13，3Cr13，3Cr17Mo，Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)，0Cr17Ni4Cu4Nb(74PH) 。

塑料模具材料的選擇技巧

塑料模具材料的選擇技巧

塑料模具的工作條件與冷沖模不同，一般須在一百五十?dāng)z氏度到兩百攝氏度下進(jìn)行工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度影響。今天我就給大家講講塑料模具材料的選擇技巧，大家一起來看看吧。

時下，雙色注塑模具產(chǎn)品被廣泛的使用在日常生活以及生產(chǎn)中，其中注射成型技術(shù)約占百分之八十。注射成型因其一次成型、尺寸精確、可帶嵌件、生產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)現(xiàn)代化、后加工量少等特點廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域。

塑料模具的工作條件與冷沖模不同，一般須在一百五十?dāng)z氏度到兩百攝氏度下進(jìn)行工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度影響?，F(xiàn)根據(jù)塑料成型模具使用條件、加工方法的不同將塑料模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下：

一、優(yōu)良的切削加工性

大多數(shù)塑料成型模具，除EMD加工外還需進(jìn)行一定的切削加工與鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命，增強(qiáng)切削性能，減少表面粗糙度，塑料模具用鋼的硬度必須適當(dāng)。

二、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，當(dāng)雙色模具成型加工經(jīng)熱處理后因線膨脹系數(shù)小，熱處理變形小，溫度差異引起的尺寸變化率小，金相組織與模具尺寸穩(wěn)定，可減少或不再進(jìn)行加工，即可保證模具尺寸精度與表面粗糙度要求。

三、良好的拋光性能

高品質(zhì)的雙色注塑塑料制品，要求型腔表面的粗糙度值小。例如，注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1～0.25的水平，光學(xué)面則要求Ra0.01nm，型腔須進(jìn)行拋光，減小表面粗糙度值。為此選用的鋼材要求材料雜質(zhì)少、組織微細(xì)均一、無纖維方向性、拋光時不應(yīng)出現(xiàn)麻點或桔皮狀缺陷。

四、足夠的表面硬度與耐磨性

塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，經(jīng)過熱處理的模具應(yīng)有足夠的表面硬度，以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由于塑料的填充與流動要承受較大的壓應(yīng)力與摩擦力，要求模具保持形狀的精度與尺寸精度的穩(wěn)定性，保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決于鋼材的'化學(xué)成分與熱處理硬度，因此增強(qiáng)模具的硬度有利于增強(qiáng)其耐磨性。

五、50牌號的碳素鋼具有一定的強(qiáng)度與耐磨性，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后多用于模架材料。

高碳工具鋼、低合金工具鋼經(jīng)過熱處理后具有較高的強(qiáng)度與耐磨性，多用于成型零件。但高碳工具鋼因其熱處理變形大，僅適用于制造尺寸小、形狀簡單的成型零件。

隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品的復(fù)雜性、精度等要求愈來愈高，對雙色注塑模具材料也提出更高要求。對于制造復(fù)雜、精密與耐腐蝕性的塑料模，可采用預(yù)硬鋼(如PMS)、耐蝕鋼(如PCR)與低碳馬氏體時效鋼(如18Ni-250)，均具有較好的切削加工、熱處理與拋光性能及較高強(qiáng)度。

此外，在選擇材料時還須考慮防止擦傷與膠合，如兩表面存在相對運(yùn)動的情況，則盡量避免選擇組織結(jié)構(gòu)相同的材料，特殊狀況下可將一面施鍍或氮化，使兩面具有不同的表面結(jié)構(gòu)。

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