塑料模具的材料选用与热处理

主要用途：采用冷挤压成型法制造塑料模具。 性能要求：高的塑性和低的变形抗力 化学成分：低的或超低的碳含量 工艺路线：冷挤压成型→渗碳→淬火→回火 表面硬度：58～62 常用牌号： 20，20，20，123A，
20，1，2，04 国外钢号：8416（瑞典）、P2、P4(美国) 重点介绍： 04()钢、123A钢
耐蚀钢
413、918、918、14、14
沉淀硬化不锈钢 17-7、15-7、14-8、355
马氏体
18851、202A1、252A1、51231
热固性塑料模具，生产批量较 大，精度要求高及要求高 强度、高耐磨的塑料注塑 模
要求耐腐蚀及表面要求较高的 模具
复杂、精密、耐磨、耐腐蚀、 超镜面的模具
4.1 塑料模具的工作条件与性能要求
塑料模具用钢有哪六种？
4.2.1 几种典型塑料模具材料
表4-2 塑料模具用钢分类
类别
钢种
类别
钢种
渗碳型
20,20,20,123A, 2012，04
32，32，5， 预硬型 Y55(1),45,
82S，82(8)Fra Baidu bibliotek
调质型
455055,45,50,55,40，40，50， S48C，45，38
耐蚀型
313,213,01643(), 1189,317, 01744(74)
第4章 塑料模具钢及其热处理
4.1 塑料模具的工作条件与性能要求 4.1.1 塑料模具材料的使用性能要求 4.1.2 塑料模具材料的工艺性能要求
4.2 塑料模具材料的选用 4.2.1 渗碳型塑料模具用钢 4.2.2 淬硬型塑料模具用钢 4.2.3 预硬型塑料模具用钢 4.2.4 时效硬化型塑料模具钢 4.2.5 耐蚀塑料模具钢 4.2.6 其它塑料模具材料
淬硬型
T7810A,5,9, 915,32W8V, 12,452, 6()
1840级，18N1170级，18210级, 时 效 硬 103()，189,
化型 066，253
Y203(2)
4.2.1 几种典型塑料模具材料
4.2.1.1渗碳型塑料模具用钢
4.2.1
几种典型塑料模具用钢
4.2.1.1渗碳型塑料模具用钢
4.2.1
几种典型塑料模具用钢
4.2.1.1渗碳型塑料模具用钢
（一） 04()钢 1. 化学成分： 表3-3 钢的化学成分（质量分数） （%）
C
≤0.08 ＜0.3 ＜ 0.2
3.6～ 4.2
0.3～ 0.7
0.2～ 0.6
V
0.08～ 0.15
该钢含碳量很低，因而塑性优异、变形抗力低。钢中主 加元素为铬，辅加元素为镍、钼、钒等，合金元素的主要作 用是提高淬透性和渗碳能力，增加渗碳层的硬度和耐磨性以 及心部的强韧性。
适应的工作条件
生产批量较大，承受较大动载 荷，受磨损较重的模具
10、20 45、55 32、40、402、40、45、5、5、40、45、451、352
生产批量较小，精度要求不高， 尺寸不大的模具
大型、复杂、生产批量较大的 塑料注射或挤压成型模
高碳工具钢 12、12、、92V、9、6、4W2、15、
150~170
32~65
50~80
60~110
60~100
丁苯橡胶改 性以及甲基 丙烯酸甲酯 改性的聚苯 乙烯成型条 件与上相似
该成型条件为加 工通用级塑料时 所用，苯乙烯一 丙烯腈共聚物() 成型条件与上相 似
4.2 塑料模具材料的选用
1.模具材料选择的基本要求
（1）综合性能优良 一定的硬度和耐磨性：使模具能够保持其形状和尺寸的稳定; 足够的强度和韧性：能承受一定的高压又能承受一定冲击载
硬质聚 氯乙烯
70~90 170~190 165~180 160~170 30~60 80~130
—
聚丙烯
80~100 200~220 180~200 160~180 80~90 70~100
—
聚苯乙烯
丙烯腈-丁二烯苯乙烯
60~75
80~85
170~190
180~200
—
165~180
140~160
4.3 塑料模具的热处理及实例 4.3.1 塑料模具的制造工艺路线 4.3.2 塑料模具的热处理特点 4.3.3 塑料模的表面处理
目录
重点 1.了塑料模具材料的服役条件、失效特点 和性能要求 2.合理地选择塑料模具材料及热处理工艺
塑料模具用钢及适应的工作条件
钢的类型 渗碳钢
调质钢
牌号 122、123A、20、20、2024A
荷的作用; 一定的抗热性能：承受因强烈的摩擦而产生的局部高温。
（2）工艺性能良好 良好的冷、热加工性能及热处理工艺性能，制造简单方便
4.2 塑料模具材料的选用
2.模具材料选择时应考虑的因素 （1）模具的工作条件
压力的大小、冲击载荷的大小、工作温度及腐 蚀情况等。 （2）模具的失效形式
塑性变形失效、磨损失效、疲劳及断裂失效。 （3）模具所加工的产品
塑料的种类、批量的大小、质量的高低、 （4）模具的结构
模具的大小、形状、模具工件的工作性质等。 （5）模具的制造工艺 （6）现有的设备及技术水平
4.2.1 几种典型塑料模具材料
4.2.1.1渗碳型塑料模具用钢 4.2.1.2淬硬型塑料模具用钢 4.2.1.3预硬型塑料模具用钢 4.2.1.4时效硬化性塑料模具用钢 4.2.1.5耐蚀型塑料模具用钢 4.2.1.6调质及其他塑料模具材料
4.1 塑料模具的工作条件与性能要求
表4-1 常用塑料的成型条件
中文名称
英文缩写
烘料温度/℃
料筒 温度
/℃
前段 中段 后段
模具温度/℃
注射压力
说明
低密度 聚乙烯
70~80 170~200
—
140~160 60~70 60~100
高压聚乙烯成 型条件除了模 温宜为35~55℃ 外，其他均与 低压聚乙烯相 似
塑料模具材料应具有的性能包括使用性能和工艺性能两方面。 4.1.1 塑料模具材料的使用性能要求 1.硬度、耐磨性和耐蚀性 2.强度、韧性和疲劳强度:注射压力30~200，闭模压力1.5~2倍 3.耐热性：20~350℃ 4.尺寸稳定性 4.导热性 4.1.2 塑料模具材料的工艺性能要求 1.切削加工性和表面抛光性：预硬35~45后切削加工 2.塑性加工性：冷挤压成型，超塑性热挤压成型 3.电加工性：电火花、线切割加工 4.热处理工艺性 4.表面处理工艺性 6.表面刻蚀性能和镜面加工性能：非金属夹杂物、基体硬度、 组织均匀性的影响 7.焊接性能