塑料模材料及热处理
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塑料模具材料
了解塑料模具材料的服役条件、失效特点和性能要求
合理地选择塑料模具材料及热处理工艺
保证模具质量，提高模具使用寿命，降低生产成本。
提高经济效益
塑料成型模具的分类
热固性 塑料 模具
热塑性 塑料 模具
热固性塑料压制模具 热固性塑料传递模具 热固性塑料注射成型模具
热塑性塑料注射成型模具 热塑性塑料挤出成型模具 热塑性塑料吹塑成型模具
一、3Cr2Mo (P20)
• 是目前GB/Tl299—1985中唯一的专用塑模钢 与美国P20是同类型钢， • 特点： 镜面抛光性好→ Ra0.05-0.10微米 淬透性好（Cr、Ni、Mo） 预硬硬度一般为30－36HRC。 • 适用范围：主要用于制造中、小型塑料模具，如 小型电视机、大型收录机的外壳和洗衣机面板盖 等。 • 3Cr2Mo还可进行镀铬、渗碳、渗氮、气相沉积等 表面处理，以提高模具型腔表面的耐磨性。
不同类型塑料模具的工作硬度
各种碳化物的硬度
塑料模具允许淬火变形参考值
对加工工艺性能的要求
1) 机械加工性能：塑料模具型腔复杂，表面质量要 求高，因此应具有优良的切削加工性能和磨削加 工性能。 2) 镜面加工及图案蚀刻性能：在硬态下应具有良好 的镜面抛光性能(表面粗糙度Ra≤0.1微米)及花纹 图案蚀刻性能。 3) 热加工性能：淬透性高，热处理变形小，尺寸稳 定性好。热处理后有高强韧性、高硬度和耐磨性， 等向性能好。 4)焊接性能：模具磨损、崩块等需修复时，常用焊 补。 5) 电加工性能，电加工时不会产生电加工硬化层。
残余奥氏体转变
• 问题的提出→对合元含量较高的渗碳钢(如 20Cr2Ni4等)，若在渗碳后直接淬火，其渗碳层中 会有大量的残余奥氏体，使模具表面的硬度↓。 • 解决措施→渗碳缓冷后、淬火前进行高温回火。 • 原理 高温回火时→残奥中的碳及碳化物形成元素 (如铬等)通过扩散，以碳化物的形式析出并聚集 →使残奥中的元素含量降低→在淬火加热时，碳 化物只有少量重新溶解→故A中碳及合元含量不 高→奥氏体稳定性↓ →残余奥氏体量大为减少．
二、钢结硬质合金
钢结 硬质 合金 硬度和耐磨性 比 钢 ↑，比硬质合金↓ 韧性 比 钢 ↓，比硬质合金↑ 价格 比 钢 ↑，比硬质合金↓
钢结硬质合金作为塑料模具材料，主要用于 要求特别耐磨的玻璃纤维增强塑料成型模具等， 可按GB／T10417—1989碳化钨钢结硬质合金选 用。
三、非铁合金
• 有色合金的导热性好，制模容易，成本低。 可选用国家标准中有关铸造或锻造的铜基、 铝基、锌基合金。
主要因素，计算型腔的强 度和刚度时，以此为据。
•
第一节 塑料模具材料的性能要求
使用性能
强度与韧性 硬度与耐磨性 耐腐蚀性、耐热性 高度纯净
机械加工性能 镜面加工性能 热加工性能、焊接修补 电加工性能
性能
工艺性能
1．对使用性能的要求
1)强度与韧性，使模具能承受开模力、熔体压力、 锁模力的作用而不发生变形和开裂。 2)硬度与耐磨性，通常在38-55HRC范围内。形状 简单、抛光性能要求高的模具，硬度可取高些： 反之，硬度可取低些。 3) 耐腐蚀，以抵御HCl、SO2、HF等腐蚀性气体的 侵蚀。 4)耐热性和尺寸稳定性，模具材料应有稳定的组织 和低的热膨胀系数数→模具变形。 5)材料应高度纯净，组织均匀致密，无网状及带状 碳化物，无孔洞、疏松及白点等缺陷。
C、Si、Mn、Cr、Ni、 Mo、
渗碳型塑料模具钢的热处理
直接淬火→节能 一次淬火 二次淬火 低温回火→通常为200 ℃左右 使模具获得高的硬度、强度，一定的塑、韧性， 保证了模具的使用性能，↑模具的寿命。 渗碳后一般应先缓冷，然后进行一次淬火。淬 火温度应根据需要进行选择，通常控制在810－ 850 ℃之间，使模具表面和心部组织同时得到改 善。 渗碳 热处理→ 淬火→
常用渗碳型塑料模具钢的临界点
一、10、20钢
• 10、20钢是成分最简单、价格最便宜的渗碳钢。 表面高的硬度和耐磨性 渗碳后→ 因淬透性差，淬火后心部强度很低 适宜要求载荷小、强度低的模具。
• 钢中碳含量及合金元素含量↑，淬透性将↑↑↑ • 合金渗碳钢的淬透性较高．淬火时可采用较缓和 的冷却介质，从而减小了模具的热处理变形。 • 常用的合金渗碳钢牌号有20Cr、12CrNi2、 12CrNi3、12CrNi4和20Cr2Ni4等。
易切削预硬钢
• 问题：预硬化钢的使用硬度一般在30— 42HRC范围内，切削加工性能较差。 • 目的：为了减少机加工工时、延长刀具寿 命、降低模具成本 • 分类：S → 条状MnS，软质点→ S-Ca Pb→球形软质点→有毒 S-Re Se →球形软质点 Ca → 低熔点Ca-Al-Si共晶化合物， 硬质点软化、润滑。
四、0Cr4NiMoV(LJ)钢
• LJ钢为冷挤成形塑料模具专用钢→华工。 • 合金化原则： ① 碳量极低，塑性、变形抗力极 低．其冷挤成形性与纯铁相近 ② Cr、Ni、Mo、V等，↑↑淬透 性、渗碳层的硬度、耐磨性和 心部强度。 • 锻造工艺： →锻造加热温度为1230 ℃，始锻温 度为1200 ℃。终锻温度为900℃ • 退火工艺： →880 ℃×2h，随炉冷至650 ℃出炉 空冷，退火硬度为100－105HBS。
常用国产预硬型塑模钢化学成分
C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、V
热处理
• 预先热处理→一般为球化退火，目的是消除锻造 应力，获得均匀的球状珠光体组织，降低硬度， 提高塑性，改善切削加工性能。 • 预硬处理→通常采用淬火加高温回火（又称之为 调质处理）。 • 淬透性→直接影响塑模钢的最终力学性能。Cr、 Mn、Si、Ni等都有可↑淬透性，尤以Cr-Ni、CrNi-Mo、Cr-Mn-Mo的配合效果更佳。 • 回火脆性→ 对小尺寸模块→快冷可避免 对大尺寸模块→加入0.3-0.5％的Mo 或1％的W即可。
12CrNi3钢的气体渗碳工艺
• 渗碳工艺→900-920 ℃×6-7h， 可获得0.9- 1.0mm的渗碳层。 • 淬火工艺→渗碳后预冷至800-850 ℃可直接 油冷或空冷淬火。 • 淬火后→ 表层硬度可达56—62HRC， 心部硬度为250-380HBS。 • 主要用于冷挤压成形复杂的浅型腔塑料模具，或 用于切削加工成形大、中型塑料模具。
冷挤压成形法
无需进行切削加工→少无切削加工 • 冷挤压成形→ 可大批量生产同形状模具 制模周期短、成本低，互换性好 • 为了冷挤压成形，这类钢在退火状态必须有高的 塑性和小的变形抗力，冷加工硬化效应小。 • 退火硬度→ ≤100HBS， 成形复杂型腔时， ≤ 160HBS，成形浅型腔时，
常用渗碳型塑料模具钢的化学成分
第二节 常用塑料模具材料的类型
塑料模具钢 钢结硬质合金 镍基合金 非铁合金
材料的类型
一、塑料模具钢
塑料模具对钢的使用性能要求并不高，但工艺性能很 重要，对大型、复杂、高精度的塑料模具尤其如此。
塑料模具钢常用标准
1) 国家标准GB／T1299一1985合金工具钢。 2) 机械行业标准JB／T6057-1992塑料模具成型部分用钢及 其热处理 3) 冶金行业标准YB／T094-1997塑料模具用扁钢。 4) 冶金行业标准YB／T107-1997塑料模具用热轧厚钢板。 5) 冶金行业标准YB／Y129—1997塑料模具用模块。
四、镍基合金
• 镍基合金非常耐蚀、耐磨，但价格较贵。 可根据GB／T15007—1994耐蚀合金牌号 选用。
第三节 渗碳型塑料模具钢
• 渗碳型塑模钢→
• 特点→
碳素渗碳钢 合金渗碳钢
表面具有高硬度和耐磨性 心部具有较好的强韧性 鸡蛋壳 较好的抛光性能 →硬度与第二相
• 渗碳钢中碳的质量分数一般在0.1％一0.25％范围 内．退火后硬度较低，具有良好的切削加工性能， 也可采用冷挤压成形法制造模具。
二次淬火
对于性能要求较高的塑料模具
•
第一次淬火的目的：细化心部组织，并消除渗 碳层中的网状碳化物。为了减小零件的变形，可 以油冷，有时甚至可用正火代替。 • 第一次淬火的问题：虽然心部组织细化，但是 渗碳层马氏体晶粒较粗大，因而脆性较大。 • 第二次淬火工艺与目的：较低的加热温度(760 一830 ℃) 。可细化渗碳层中的马氏体晶粒，获得 渗碳层组织为隐晶马氏体以及均匀分布的细粒状 碳化物→提高韧性。 • 二次淬火的不足：↑↑↑氧化、脱碳及变形等 缺陷，生产周期长，经济效益低，一般不常采用。
塑料成型模具的工作条件
塑料模具 受力分析 • 合模力 型腔内熔体的压力 开模力 (1）热固性塑料模具：工作温度一般在160－250 ℃ ，快速成型时， 模具的局部温度会较高。模腔承受压力一般为30－200MPa，型腔表 面易受腐蚀和磨损。 (2) 热塑性塑料模具：工作温度一般在200 ℃以下，模腔承受压力 为100－200MPa。在塑料熔体充模时，会受到熔体的摩擦、冲刷。 对聚氯乙烯、氟塑料及阻燃级的ABS塑料，在成型过程中会分解 出的HCl、SO2，HF等腐蚀性气体．使模具表面腐蚀破坏。
常用的预硬型塑料模具钢
• • • • • • • • • • 常用的预硬型塑料模具钢有 3Cr2Mo (P20) 3Cr2NiMo(P4410) P20BSCa P20SRe P20S 5NiSCa SM1 （Y55CrNiMnMoV） 8Cr2MnWMoVS 4Cr5MoSiV1(H13)钢等。
二、12CrNi3钢
• 中淬透性合金渗碳钢．冷成形性能属于中等。 • 合金化原则：碳↓→有利于冷成形；加入Ni、Cr↑钢的淬 透性和渗碳层的强韧性，尤其是Ni ，在固溶强化的同时。 ↑↑钢的塑性。 • 锻造工艺：加热温度为1200℃，始锻温度1150 ℃ ，终锻 温度≥850 ℃ ，锻后缓冷。 • 退火工艺为：加热到740-760 ℃，保温4-6h，以5-10 ℃ ／h的速度缓冷至600 ℃ ，再炉冷至室温。退火后的硬度 ≤160HBS便于冷挤压成形。 • 若切削加工制模，须经正火处理。正火工艺为：加热到 880－900 ℃ ，保温3-4h后空冷。正火硬度≤229HBS，切 削加工性能良好。 －－注：硬度↑，切削↑
第四节 预硬型塑料模具钢
• 定义→将锻造、轧制的模块预先调质处理 到一定硬度(20-40HRC) ，直接加工成模使 用。 →预硬型塑料模具钢 • 特点→完全避免了因热处理而引起的模具 变形和开裂。 • 模块、模板、中厚板 • 预硬钢最适宜制作形状复杂的大、中型精 密塑料模具。 • 有利于模具材料的标准化、批量化。
影响模具材料镜面加工的主要因素
(1)钢中的Al2O3、硅酸盐以及碳化物的数量、尺寸 和分布。 →第二相硬质点越多，其镜面加工性越差。 →非金属夹杂物的危害比碳化物还大，因此，塑 料模具钢大多为超清净钢。 (2) 钢的硬度。一般硬度越高．其镜面加工性能越好 →因为硬度低会使抛光产生磨痕。 (3)模具钢的组织均匀性。组织均匀性越好，镜面加 工性能越好→ 实际仍是硬度问题。
LJ钢
• LJ钢渗碳速度快，比20钢快一倍。 • 固体渗碳工艺：930 ℃×6-8h． • 热处理 渗碳后在850-870 ℃油淬， 200－220 ℃ ×2h 表硬58-60HRC，心硬27-29HRC • 特点→冷挤成形的模具轮廓清晰、光洁、精度高wenku.baidu.com• 用途→主要用来冷挤成形精密塑料模具．因渗碳 层厚，不会出现鸡蛋壳和内壁咬伤的现象，使用 效果良好。
三、20Cr2Ni4钢
• 高强度合金渗碳钢，淬透性、强韧性均超过12CrNi3钢。 • 锻造工艺：锻造加热温度为1200 ℃ ，始锻温度1150℃， 终锻温度大于850 ℃ ．锻后缓冷。 • 晶粒粗化问题：锻后如出现晶粒粗大，即使经正火及随后 渗碳加热，在淬火后仍将得到粗大的马氏体组织。而且， 当表面碳含量较高时，还易于在粗大奥氏体晶粒的晶界上 形成网状碳化物。 • 解决措施： ① 先在640－670 ℃回火6h后空冷，消除锻 造后的残余应力 ② 然后以大于20 ℃ ／min的速度加热到 880-940 ℃ ，空冷 ③ 再在650-770 ℃回火．可获得均匀细小 的珠光体和少量铁索体组织→晶粒细化 ④ →再渗碳、淬火、回火
了解塑料模具材料的服役条件、失效特点和性能要求
合理地选择塑料模具材料及热处理工艺
保证模具质量，提高模具使用寿命，降低生产成本。
提高经济效益
塑料成型模具的分类
热固性 塑料 模具
热塑性 塑料 模具
热固性塑料压制模具 热固性塑料传递模具 热固性塑料注射成型模具
热塑性塑料注射成型模具 热塑性塑料挤出成型模具 热塑性塑料吹塑成型模具
一、3Cr2Mo (P20)
• 是目前GB/Tl299—1985中唯一的专用塑模钢 与美国P20是同类型钢， • 特点： 镜面抛光性好→ Ra0.05-0.10微米 淬透性好（Cr、Ni、Mo） 预硬硬度一般为30－36HRC。 • 适用范围：主要用于制造中、小型塑料模具，如 小型电视机、大型收录机的外壳和洗衣机面板盖 等。 • 3Cr2Mo还可进行镀铬、渗碳、渗氮、气相沉积等 表面处理，以提高模具型腔表面的耐磨性。
不同类型塑料模具的工作硬度
各种碳化物的硬度
塑料模具允许淬火变形参考值
对加工工艺性能的要求
1) 机械加工性能：塑料模具型腔复杂，表面质量要 求高，因此应具有优良的切削加工性能和磨削加 工性能。 2) 镜面加工及图案蚀刻性能：在硬态下应具有良好 的镜面抛光性能(表面粗糙度Ra≤0.1微米)及花纹 图案蚀刻性能。 3) 热加工性能：淬透性高，热处理变形小，尺寸稳 定性好。热处理后有高强韧性、高硬度和耐磨性， 等向性能好。 4)焊接性能：模具磨损、崩块等需修复时，常用焊 补。 5) 电加工性能，电加工时不会产生电加工硬化层。
残余奥氏体转变
• 问题的提出→对合元含量较高的渗碳钢(如 20Cr2Ni4等)，若在渗碳后直接淬火，其渗碳层中 会有大量的残余奥氏体，使模具表面的硬度↓。 • 解决措施→渗碳缓冷后、淬火前进行高温回火。 • 原理 高温回火时→残奥中的碳及碳化物形成元素 (如铬等)通过扩散，以碳化物的形式析出并聚集 →使残奥中的元素含量降低→在淬火加热时，碳 化物只有少量重新溶解→故A中碳及合元含量不 高→奥氏体稳定性↓ →残余奥氏体量大为减少．
二、钢结硬质合金
钢结 硬质 合金 硬度和耐磨性 比 钢 ↑，比硬质合金↓ 韧性 比 钢 ↓，比硬质合金↑ 价格 比 钢 ↑，比硬质合金↓
钢结硬质合金作为塑料模具材料，主要用于 要求特别耐磨的玻璃纤维增强塑料成型模具等， 可按GB／T10417—1989碳化钨钢结硬质合金选 用。
三、非铁合金
• 有色合金的导热性好，制模容易，成本低。 可选用国家标准中有关铸造或锻造的铜基、 铝基、锌基合金。
主要因素，计算型腔的强 度和刚度时，以此为据。
•
第一节 塑料模具材料的性能要求
使用性能
强度与韧性 硬度与耐磨性 耐腐蚀性、耐热性 高度纯净
机械加工性能 镜面加工性能 热加工性能、焊接修补 电加工性能
性能
工艺性能
1．对使用性能的要求
1)强度与韧性，使模具能承受开模力、熔体压力、 锁模力的作用而不发生变形和开裂。 2)硬度与耐磨性，通常在38-55HRC范围内。形状 简单、抛光性能要求高的模具，硬度可取高些： 反之，硬度可取低些。 3) 耐腐蚀，以抵御HCl、SO2、HF等腐蚀性气体的 侵蚀。 4)耐热性和尺寸稳定性，模具材料应有稳定的组织 和低的热膨胀系数数→模具变形。 5)材料应高度纯净，组织均匀致密，无网状及带状 碳化物，无孔洞、疏松及白点等缺陷。
C、Si、Mn、Cr、Ni、 Mo、
渗碳型塑料模具钢的热处理
直接淬火→节能 一次淬火 二次淬火 低温回火→通常为200 ℃左右 使模具获得高的硬度、强度，一定的塑、韧性， 保证了模具的使用性能，↑模具的寿命。 渗碳后一般应先缓冷，然后进行一次淬火。淬 火温度应根据需要进行选择，通常控制在810－ 850 ℃之间，使模具表面和心部组织同时得到改 善。 渗碳 热处理→ 淬火→
常用渗碳型塑料模具钢的临界点
一、10、20钢
• 10、20钢是成分最简单、价格最便宜的渗碳钢。 表面高的硬度和耐磨性 渗碳后→ 因淬透性差，淬火后心部强度很低 适宜要求载荷小、强度低的模具。
• 钢中碳含量及合金元素含量↑，淬透性将↑↑↑ • 合金渗碳钢的淬透性较高．淬火时可采用较缓和 的冷却介质，从而减小了模具的热处理变形。 • 常用的合金渗碳钢牌号有20Cr、12CrNi2、 12CrNi3、12CrNi4和20Cr2Ni4等。
易切削预硬钢
• 问题：预硬化钢的使用硬度一般在30— 42HRC范围内，切削加工性能较差。 • 目的：为了减少机加工工时、延长刀具寿 命、降低模具成本 • 分类：S → 条状MnS，软质点→ S-Ca Pb→球形软质点→有毒 S-Re Se →球形软质点 Ca → 低熔点Ca-Al-Si共晶化合物， 硬质点软化、润滑。
四、0Cr4NiMoV(LJ)钢
• LJ钢为冷挤成形塑料模具专用钢→华工。 • 合金化原则： ① 碳量极低，塑性、变形抗力极 低．其冷挤成形性与纯铁相近 ② Cr、Ni、Mo、V等，↑↑淬透 性、渗碳层的硬度、耐磨性和 心部强度。 • 锻造工艺： →锻造加热温度为1230 ℃，始锻温 度为1200 ℃。终锻温度为900℃ • 退火工艺： →880 ℃×2h，随炉冷至650 ℃出炉 空冷，退火硬度为100－105HBS。
常用国产预硬型塑模钢化学成分
C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、V
热处理
• 预先热处理→一般为球化退火，目的是消除锻造 应力，获得均匀的球状珠光体组织，降低硬度， 提高塑性，改善切削加工性能。 • 预硬处理→通常采用淬火加高温回火（又称之为 调质处理）。 • 淬透性→直接影响塑模钢的最终力学性能。Cr、 Mn、Si、Ni等都有可↑淬透性，尤以Cr-Ni、CrNi-Mo、Cr-Mn-Mo的配合效果更佳。 • 回火脆性→ 对小尺寸模块→快冷可避免 对大尺寸模块→加入0.3-0.5％的Mo 或1％的W即可。
12CrNi3钢的气体渗碳工艺
• 渗碳工艺→900-920 ℃×6-7h， 可获得0.9- 1.0mm的渗碳层。 • 淬火工艺→渗碳后预冷至800-850 ℃可直接 油冷或空冷淬火。 • 淬火后→ 表层硬度可达56—62HRC， 心部硬度为250-380HBS。 • 主要用于冷挤压成形复杂的浅型腔塑料模具，或 用于切削加工成形大、中型塑料模具。
冷挤压成形法
无需进行切削加工→少无切削加工 • 冷挤压成形→ 可大批量生产同形状模具 制模周期短、成本低，互换性好 • 为了冷挤压成形，这类钢在退火状态必须有高的 塑性和小的变形抗力，冷加工硬化效应小。 • 退火硬度→ ≤100HBS， 成形复杂型腔时， ≤ 160HBS，成形浅型腔时，
常用渗碳型塑料模具钢的化学成分
第二节 常用塑料模具材料的类型
塑料模具钢 钢结硬质合金 镍基合金 非铁合金
材料的类型
一、塑料模具钢
塑料模具对钢的使用性能要求并不高，但工艺性能很 重要，对大型、复杂、高精度的塑料模具尤其如此。
塑料模具钢常用标准
1) 国家标准GB／T1299一1985合金工具钢。 2) 机械行业标准JB／T6057-1992塑料模具成型部分用钢及 其热处理 3) 冶金行业标准YB／T094-1997塑料模具用扁钢。 4) 冶金行业标准YB／T107-1997塑料模具用热轧厚钢板。 5) 冶金行业标准YB／Y129—1997塑料模具用模块。
四、镍基合金
• 镍基合金非常耐蚀、耐磨，但价格较贵。 可根据GB／T15007—1994耐蚀合金牌号 选用。
第三节 渗碳型塑料模具钢
• 渗碳型塑模钢→
• 特点→
碳素渗碳钢 合金渗碳钢
表面具有高硬度和耐磨性 心部具有较好的强韧性 鸡蛋壳 较好的抛光性能 →硬度与第二相
• 渗碳钢中碳的质量分数一般在0.1％一0.25％范围 内．退火后硬度较低，具有良好的切削加工性能， 也可采用冷挤压成形法制造模具。
二次淬火
对于性能要求较高的塑料模具
•
第一次淬火的目的：细化心部组织，并消除渗 碳层中的网状碳化物。为了减小零件的变形，可 以油冷，有时甚至可用正火代替。 • 第一次淬火的问题：虽然心部组织细化，但是 渗碳层马氏体晶粒较粗大，因而脆性较大。 • 第二次淬火工艺与目的：较低的加热温度(760 一830 ℃) 。可细化渗碳层中的马氏体晶粒，获得 渗碳层组织为隐晶马氏体以及均匀分布的细粒状 碳化物→提高韧性。 • 二次淬火的不足：↑↑↑氧化、脱碳及变形等 缺陷，生产周期长，经济效益低，一般不常采用。
塑料成型模具的工作条件
塑料模具 受力分析 • 合模力 型腔内熔体的压力 开模力 (1）热固性塑料模具：工作温度一般在160－250 ℃ ，快速成型时， 模具的局部温度会较高。模腔承受压力一般为30－200MPa，型腔表 面易受腐蚀和磨损。 (2) 热塑性塑料模具：工作温度一般在200 ℃以下，模腔承受压力 为100－200MPa。在塑料熔体充模时，会受到熔体的摩擦、冲刷。 对聚氯乙烯、氟塑料及阻燃级的ABS塑料，在成型过程中会分解 出的HCl、SO2，HF等腐蚀性气体．使模具表面腐蚀破坏。
常用的预硬型塑料模具钢
• • • • • • • • • • 常用的预硬型塑料模具钢有 3Cr2Mo (P20) 3Cr2NiMo(P4410) P20BSCa P20SRe P20S 5NiSCa SM1 （Y55CrNiMnMoV） 8Cr2MnWMoVS 4Cr5MoSiV1(H13)钢等。
二、12CrNi3钢
• 中淬透性合金渗碳钢．冷成形性能属于中等。 • 合金化原则：碳↓→有利于冷成形；加入Ni、Cr↑钢的淬 透性和渗碳层的强韧性，尤其是Ni ，在固溶强化的同时。 ↑↑钢的塑性。 • 锻造工艺：加热温度为1200℃，始锻温度1150 ℃ ，终锻 温度≥850 ℃ ，锻后缓冷。 • 退火工艺为：加热到740-760 ℃，保温4-6h，以5-10 ℃ ／h的速度缓冷至600 ℃ ，再炉冷至室温。退火后的硬度 ≤160HBS便于冷挤压成形。 • 若切削加工制模，须经正火处理。正火工艺为：加热到 880－900 ℃ ，保温3-4h后空冷。正火硬度≤229HBS，切 削加工性能良好。 －－注：硬度↑，切削↑
第四节 预硬型塑料模具钢
• 定义→将锻造、轧制的模块预先调质处理 到一定硬度(20-40HRC) ，直接加工成模使 用。 →预硬型塑料模具钢 • 特点→完全避免了因热处理而引起的模具 变形和开裂。 • 模块、模板、中厚板 • 预硬钢最适宜制作形状复杂的大、中型精 密塑料模具。 • 有利于模具材料的标准化、批量化。
影响模具材料镜面加工的主要因素
(1)钢中的Al2O3、硅酸盐以及碳化物的数量、尺寸 和分布。 →第二相硬质点越多，其镜面加工性越差。 →非金属夹杂物的危害比碳化物还大，因此，塑 料模具钢大多为超清净钢。 (2) 钢的硬度。一般硬度越高．其镜面加工性能越好 →因为硬度低会使抛光产生磨痕。 (3)模具钢的组织均匀性。组织均匀性越好，镜面加 工性能越好→ 实际仍是硬度问题。
LJ钢
• LJ钢渗碳速度快，比20钢快一倍。 • 固体渗碳工艺：930 ℃×6-8h． • 热处理 渗碳后在850-870 ℃油淬， 200－220 ℃ ×2h 表硬58-60HRC，心硬27-29HRC • 特点→冷挤成形的模具轮廓清晰、光洁、精度高wenku.baidu.com• 用途→主要用来冷挤成形精密塑料模具．因渗碳 层厚，不会出现鸡蛋壳和内壁咬伤的现象，使用 效果良好。
三、20Cr2Ni4钢
• 高强度合金渗碳钢，淬透性、强韧性均超过12CrNi3钢。 • 锻造工艺：锻造加热温度为1200 ℃ ，始锻温度1150℃， 终锻温度大于850 ℃ ．锻后缓冷。 • 晶粒粗化问题：锻后如出现晶粒粗大，即使经正火及随后 渗碳加热，在淬火后仍将得到粗大的马氏体组织。而且， 当表面碳含量较高时，还易于在粗大奥氏体晶粒的晶界上 形成网状碳化物。 • 解决措施： ① 先在640－670 ℃回火6h后空冷，消除锻 造后的残余应力 ② 然后以大于20 ℃ ／min的速度加热到 880-940 ℃ ，空冷 ③ 再在650-770 ℃回火．可获得均匀细小 的珠光体和少量铁索体组织→晶粒细化 ④ →再渗碳、淬火、回火