模具型芯型腔材料

如何选择塑料模具型腔及零部件用模具钢材?

如何选择塑料模具型腔及零部件用模具钢材?

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。

⑺韩国重工(株)HP-4MA：出厂状态及参考硬度：预硬HRC27~34；性能及用途：硬度均匀，耐磨性好，用于电视机前壳、电话机、吸尘器、饮水机等模具。

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400mm，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。