塑料模具钢的选用

我国塑料成形模具产值已占模具工业总产值的首位，相对应的塑料模具钢已占全部模具用钢量的50﹪以上。我国过去无专用的塑料模具钢，一般塑料模具钢用正火的45钢或40Cr钢经调质后制造，因而模具硬底低、耐磨性差和表面粗糙度值高，加工出来的塑料制品外观质量差，而且模具使用寿命低；精密塑料模具及硬度高的塑料模具由CrWMn、Cr12MoV等合金工具钢制造，不仅机械加工性能差，而且难于加工形状复杂的型腔,更无法解决热处理变形问题。

近年来，在引进国外塑料模具钢的同时，我国自行研制和开发了一系列新型塑料模具专用钢，形成了我国特色的塑料模具钢系列。

1、碳素塑料模具钢的应用

由于碳素塑料模具钢具有加工性能好、价格便宜、原料来源方便等优点，被广泛应用于形状简单的小型模具或精度不高、使用寿命不需很长的模具。

YB/T074-1997中列出的有SM45、SM50和SM55等钢号，这类钢与优质碳素钢相比，钢中的S、P含量低，钢材的纯净度好，且碳含量波动范围窄，力学性能更稳定。

对于硬度要求较高，尺寸较小的热固性塑料模具，一般采用wC=0.7﹪~1.3﹪的高碳碳素工具钢制造，如T7、T8、T9、T10、T11、T12等钢。该类钢热处理后可以得到高的硬度和高的耐磨性。

2、渗碳型塑料模具钢的应用

一些复杂的塑料模具型腔采用冷挤压的方法，在淬硬的方法直接压制出来，省去型腔的切削加工，这对于成批生产的模具是一种十分经济的加工方法。模具加工后经过渗碳、淬火、低温回火后具有高硬度、高耐磨性的表面和韧度良好的心部组织，可以制作各种要求表面高耐磨性、心部韧性好的模具。这就需要选用渗碳型塑料模具钢。

渗碳型塑料模具钢碳含量很低，一般为质量分数0.1﹪~0.2﹪，塑性变形抗力很小，软化退火后硬度≤160HBW，复杂型腔≤130HBW，以便型腔的冷挤压。过去我国一般采用低碳钢和低碳合金钢，如15、20、20Cr、12CrNi2、12CrNi3、20Cr2Ni4和20CrMnTi等钢。我国近年来研制的冷挤压成形塑料模具专用钢LJ

（0Cr4NiMoV），该钢经冷挤压成形后经渗碳、淬火和低温回火后，表面硬度达58~62HRC，心部硬度28HRC，模具耐磨性好，无塌陷及表面剥落现象，可用于制造形状复杂和承受载荷较高的塑料成形模具。

3、预硬型塑料模具钢的应用

对于形状复杂、精密的大中型塑料模具，为了避免其在淬火热处理过程中产生变形，因此模具钢以预化状态供应市场。

该类钢一般为中碳低合金钢，在钢厂经过锻打后制成模块，预先热处理，使之达到模具使用时的硬度，从而可避免由于热处理而引起的模具变形和裂纹问题，从而保证了模具的制造精度。

已纳入国家标准的预硬化型塑料模具钢有：SM3Cr2Mo钢、SM3Cr2MnNiMo钢，供货硬度一般为28~36HRC，适于制造大中型和精度高的塑料模具。

为了改善预硬化型塑料模具钢的加工性能，往往在预硬钢中加入易切削元素S、Ca、Pb、Sb等。我国先后研制了一些易切削预硬型塑料模具钢，如

5CrNiMnMoVSCa钢、8Cr2MnWMoVS钢、4CrMnVBSCa钢、5CrNiMnMoVS钢等，使钢在较高硬度下的切削加工性能显著改善。预硬化易切削塑料模具钢不仅可以用于制造大、中型精密注塑模具，而且也可以用于制造精密复杂的冷作模具。

4、时效硬化型塑料模具钢的应用

模具热处理后变形是模具热处理三大难题之一（变形、开裂、淬硬）。对于复杂、精密等高档次的塑料模具，要保证高的使用寿命，模具材料必须具有高的综合力学性能。预硬型塑料模具钢虽然解决了模具热处理变形问题，但模具要求硬度高又给加工造成困难，为此开发了一系列的时效硬化型塑料模具钢。模具钢经淬火（固溶）后变软（硬度约为28~34HRC），便于切削加工，待模具制造成形后再进行时效处理，获得所需要的综合力学性能。另外，由于时效温度低，模具变形较小，因此是精密复杂模具的理想用钢。

国内典型的时效硬化钢有PMS（lNi3Mn2CuAlMo）钢、06Ni（06Ni6CrMoVTiAl）钢、25CrNi3MoAl钢、SM2（20CrNi3AlMnMo）钢等。

5、耐蚀塑料模具钢的应用

在生产会产生腐蚀介质的塑料制品时，模具材料必须具有较好的抗腐蚀性能。因此模具需选用耐蚀塑料模具钢制造，常用的耐蚀性塑料模具钢有：SM2Cr13、SM3Cr17Mo、SM4Cr13，另外还有9Cr18高碳高铬马氏体不锈钢、1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢及0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢等。

为了提高耐腐蚀模具钢的加工精度，国内又研制了马氏体时效钢PCR

（0Cr16Ni4Cu3Nb）和AFC-77(1Cr14Cu13Mo5V)钢，这类钢适合制造要求高耐磨、高精度和耐腐蚀的塑料模具时，提高了耐腐蚀模具钢的产品质量，延长了模具的使用寿命。

6、高耐磨塑料模具钢的应用

用于压制热固性塑料、复合强化塑料产品的模具，以及生产批量很大，要求模具使用寿命很长，一般选用高耐磨塑料模具钢，如SM4Cr5MoSiV钢、SM4Cr5MoSiV1钢、SMCr12MoV1钢等。对于大型、精密和形状复杂的型腔及嵌件，要求热处理后有优良耐磨性的模具可选择基体钢和高速钢。

另外对于制造磁性塑料制品的模具可选用无磁模具钢。