模具选材培训教材(doc 16页)

三、表面加工性良好

研磨性好，容易獲得鏡面，刻字等加工性佳，且無組織不一、硬

度不勻等缺點。

樹脂種類及模具材料選擇之關係：

樹脂所要求模具鋼料之特性，諸如耐磨損性、耐腐蝕性、鏡面特性或預硬化特性等等，必須事先予以明確化，以便能夠適當地選用各種鋼材。

模具鋼材之基本特性，基本上以耐磨損性材料、耐腐蝕性材料、鏡面拋光型材料以及預硬鋼材等分類。下列敘述其特徵及其改良等級鋼材之情形。一、耐磨損性鋼材

針對一些混有玻璃纖維(glass fiber)或金屬粉末之強化型樹脂，其模具必須要求使用高強度及耐磨損性之材料。以前多使用SKD11等類似之材料，要求的是極小限度的熱處理變形量，現在，漸漸地被HPM31等鋼材所代替。

表一樹脂用模具鋼材依用途之選用基準

用途代表的樹脂以及製品模具鋼材之要求特性適用之鋼材種類

一般熱可塑性，熱硬化性樹脂一般

聚醛樹脂

耐隆類

ABS

電氣零件

齒輪，軸承機械零件

散熱器柵板

高強度+耐磨損性

HPM2 HPM1 FDAC

以需求而定

DAC

HPM31 PP(聚丙烯) 電扇用葉片基座

紋理ABS

汽車用內裝飾板音

響器材護蓋上述+蝕紋加工性

HPM2, HPM1

精密飾紋用

HPM17, HPM50

透

明

物

壓克力樹汽車尾燈上述+高級拋光加工性

HPM17, HPM50

HPM38(高級拋光)

HPM1(一般拋光)

混入玻璃纖維可塑性，熱硬化性樹脂熱可

塑性

PE(聚乙烯)

ABS

PC

電子零件

汽車用內裝飾板

電動工具外殼

高度之耐磨損性

HPM1

DAC

SLD 熱硬

化性

碳酸樹脂

尿素樹脂

氮化石灰樹脂

齒輪類，電氣零件

餐具

化粧品

UL規格用(添加難燃劑型

等) ABC

聚苯乙烯

電視機外殼，陰極射

線管覆蓋音響器材基

板

適度之強度+耐蝕性

HPM38

PVC 聚氯乙烯電話器，漏水管，絕

緣管，接頭

耐蝕性

HPM38

二、耐腐蝕性

聚氯乙烯類(polyvinyl chloride)、難燃樹脂、氟素樹脂、發泡樹脂等，均要求模具鋼材的耐腐蝕性。

三、鏡面加工特性

光學用塑膠鏡片，大形透明覆蓋零件類以及彩色樹脂用於表現鮮明色色彩之射出成形時，都需要高度的鏡面加工特性。

這種鋼材首先要求的必要條件是不允許發生氣泡的特性，因此鏡面加工用鋼料，通常多係樹脂成形用專用鋼材，而且係採用特殊溶解法製

造而成。

四、預硬化型鋼料

預硬鋼（調質鋼），在模具直接加工後即可使用，可以避免因熱處理時所發生的一切困擾。而且由於硬度分佈均一之故，鏡面加工及蝕紋加工時不容易發生不均之現象。

五、非磁性用

磁性塑膠(成形時，由於射出成形作業中磁場對模具鋼料之影響，因此應選用非磁性特性之鋼料為宜，適當之鋼料有YHD50(HRC42-47)、

(SUS304+氮化)等良好的非磁性及高耐磨損性。

蝕刻加工所必要使用的鋼材

施以蝕紋加工的製成品，從汽車到家電、化粧品、其他塑廣泛地被使用著。

所使用的模具也由超大型至小型等種類繁多。此類蝕紋加工所使用鋼材的必要條件乃在於一品質的表面加工特性。

蝕紋的加工原理，乃是利用化學葯品，因浸蝕作用而使模具表面產生各種花紋的飾樣。浸蝕程度所引起飾紋之不同，可依飾紋樣板來決定，通常可分類為一般飾紋、皮革飾紋、精密飾紋等。

蝕刻加工用的鋼材特性條件有：

一、良好的淬火特性，可以獲得由外至內均一的熱處理硬度。

二、鋼材中所含一次析出碳化物粒子應當分布均勻且細小。

三、鋼材中偏析存在的非金屬介在物成分應保持最低限度，亦即鋼料應採用

特殊溶解法之製造材料。

鋼料中應不存有快削之元素。或是調節快削成分元素及各合金成分之

含量，以使快削之特性消失時亦可。

需要耐蝕性之模具所必須使用之鋼材：

聚氯乙烯樹脂以及家庭電器製品所使用的難燃性樹脂，或密合墊、電線絕緣套等所使用的氟素樹脂，或其它發泡性樹脂原料等等。塑料在射出成形時，常引發腐蝕性之氣體，都屬於易於在成型中引發腐蝕氣體的樹脂原料。這些樹脂原料所使用的模具腐蝕問題，便自然而然地發生了。

耐腐蝕最好的對策是使用不銹鋼料。最近則除了耐蝕性之外，更結合了耐磨損性、熱處理變形防止特性等考慮因素。

要求鏡面加工時必要使用之模具鋼材：

光學用塑膠鏡片、大型透明覆蓋等必須具備透明特性的樹脂以及化粧品盒等使用具備色彩之樹脂等，都必須使用一些能夠加工得到鮮明表面或高度鏡面加工特性，再兼具適當的機械特性等模具鋼材。

一、不利於鏡面加工特性之各種因素

(一)非金屬性介在物

因特殊溶解法所製成鋼料中所存在的矽酸鹽、鋁、硫化錳等化學物都會給與鏡面加工特性不利之影響。改善之方法，可

改用真空溶解法等特殊法來製造鋼料。

(二)因熱處理而變為粗劣之組織及氣孔

淬火用之鋼材，在加熱至淬火必要溫度以上而施以淬火冷卻時，即產生晶粒之粗化，而使組織形成粗大劣化之現象。

使用這種熱處理後之鋼料，施以鏡面加工時，極可能產生縐紋狀等略為起伏狀態之表面。此時，若再加以熱處理產生脫碳時，則

在施加鏡面加工時，將會發現氣孔現象。

脫碳氣孔將分布於拋光之全體加工之鏡面上，無纖維狀態是其特徵之一。

(三)淬火組織之變化

S50C、SCM3級之鋼料於淬火後，在鋼材表層及內部組織之間，有相當之差異的硬度分布狀態，因此很難在研磨時獲得均一之鏡面

特性如圖３所示。這種現象與特殊鋼料所不同的是，由於淬火性較

差之故，使得鋼材心部（中心部）極易產生肥粒鐵及層狀的波來鐵

之故。

二、鏡面加工特性及材料

鏡面加工特性，原則上雖然受到合金元素成分的多寡及模具鋼材硬度之影響，但基本上被施以高硬度處理之鋼材，較易達到鏡面性提高的要求。

鏡面特性之分辨可以由圖４中，容易地加工區別，其中最佳鏡面特性的鋼材YAG，在光學鏡片的使用上最具備優良的性能。