模具材料复习资料

塑料模具材料的选用塑料模具的结构形状比较复杂，造价较高，选用塑料模具材料时必须全面分析，综合各种因素合理选用模具材料。选择塑料模具材料时，应遵循选用材料的基本原则，首先满足模具的使用性能，兼顾工艺性和经济性。1．根据塑料制品种类和质量要求选用2．按型芯、型腔的形状选材3．按生产批量选材4．塑料模具成本的分析5．塑料模具辅助零件材料的选用使用性能要求1'*够的强度和硬度。2*良好的耐磨性和耐腐蚀性。3*足够的韧性，以保证模具在使用过程中不会过早开裂。4*较好的耐热性能和尺寸稳定性。5*良好的导热性。工艺性能要求1*锻造性能2*切削加工性能。塑料模具型腔的几何形状大多比较复杂，型腔表面质量要求高，难加工部位相当多；因此，模具材料应具有良好的切削叫你高性能。对较高硬度的预硬型塑料模具钢，为了改善切削加工性能，通常向钢中加入S,Pb,Ca,Se等元素，从而得到易切削预硬性钢。3*热处理工艺性能。4*镜面抛光性能。5*电加工性能。6*饰纹加工性能塑料模具的工作条件模具材料可分为热固性塑料模和热塑性塑料模。热固性塑料模——这种塑料模的工作温度一般160〜250°C,工作时模腔承受压力大，一般为160〜200MPa,个别要达到600MPa。工作中形腔易磨损，并承受一点的冲击负荷和腐蚀作用。热塑性塑料模一一这种塑料模的工作温度在150C以下，承受工作压力和磨损，但没有像压缩模那样严重。有部分塑料在加热的条件后熔融状态下能分解出氯化氢或氟化氢气体，对模具形腔面有较大的腐蚀性。塑料模具的基本失效形式是：1．磨损及腐蚀2．塑性变形3．断裂塑料模具的制造工艺路线：低碳钢及低碳合金钢制模具：下料一锻造模坯一退火一机械粗加工一冷挤压成形一再结晶退火f机械精加工f渗碳f淬火、回火f研磨抛光f装配。高合金渗碳钢制模具：下料一锻造模坯一正火并高温回火一机械粗加工一高温回火一精加工一渗碳一淬火、回火一研磨抛光一装配。调质钢制模具：下料一锻造模坯一退火一机械粗加工一调质一机械精加工一修整、抛光一装配。碳素工具钢及合金工具钢制模具：下料一锻成模坯一球化退火一机械粗加工一去应力退火一机械半精加工一机械精加工一淬火、回火一研磨抛光一装配。预硬钢制模具：对于直接使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处理，可直接加工成形后抛光、装配。对于要改锻成坯料后再加工成形的，其工艺路线为：下料一改锻一球化退火一刨或铣六面一预硬处理（34〜42HRC）—机械粗加工一去应力退火一机械精加工一抛光一装配。时效硬化型钢制模具：下料一锻造模坯一固溶处理一机械粗加工一时效处理一机械精加工一修整、抛光一装配。CrWMn（低合金）钢的应用范围CrWMn钢的淬透性较好，淬硬性好、淬火变形较小，但耐磨性不够高。因此，用于形状较复杂、精度较高、载荷较轻的冷冲模、切边模、冷镦模、冷挤压模的凹模、拉丝模、拉伸模等。9Mn2V（低合金）钢的应用范围该钢适于制造一般要求的、尺寸较小的冲模及冷压模、雕刻模、落料模等。低变形性冷作模具钢的性能虽然优于碳素工具钢，但其耐磨性、强韧性、淬火硬性、变形要求等仍不能满足形状复杂的重载冷作模具的需要，在使用中易发生折断、弯曲和磨损Cr12MoV（低合金）钢的应用范围可用于制造断面较大、形状复杂、经受较大冲击负荷的各种模具和工具，如形状复杂的冲孔凹模、复杂模具上的镶块、钢板深拉伸模、拉丝模、螺纹搓丝板、冷挤压模、粉末冶金用冷压模、陶土模、冷切剪刀、圆锯、标准工具、量具等。W18Cr4V（高合金）钢的应用范围应用范围:W18Cr4V是钨系高速工具钢，具有较高的硬度、红硬性和高温强度，在500°C和600C时硬度仍可分别保持在HRC57-58、HRC52-53，此外，还具有良好的高温强度和耐磨性，其热处理温度范围较宽、淬火不易过热、易于磨削加工、热加工和热处理过程不易氧化脱碳。对一般的被加工材料具有良好的切削性能。该钢的碳化物不均匀度、高温塑性均比钼系高速工具钢差不适宜制作大型及热塑成型的刀具，但广泛用于制造切削刀具，也用于制造高负荷冷作模具，如冷挤压模具等。W6Mo5Cr4V2（高合金）钢的应用范围（用于冷作模时低温淬火+低温回火防止折断和崩刃）具有碳化物细小均匀、韧性高、热塑性、强度高、耐磨性好，具有较高的硬度、红硬性和高温强度。因强度高、耐磨性好可用于制造高负荷冷作模具，如冷挤压模具等，但此_时要适当降低淬火温度以满足强度及韧性的要求。5CrNiMo（热作模具钢）钢的应用范围该钢具有高韧性、高耐磨性和具有良好的高温强度，可用来制造各种形状复杂的中大型锻模，也可用于热切边模。应用范围：该钢具有较好的淬透性和高的耐磨性，但是由于该钢的碳含量很高，所以冲击韧度较差、易脆裂。而且容易形成不均匀的共晶碳化物。该钢多用于制造受冲击载荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉伸模以及粉末冶金用冷挤压模。SM1（塑料模具钢）钢的应用范围预硬型易切削塑料模具钢，上海钢铁研究所等单位研制。出厂硬度38〜42HRC。该钢具有低粗糙度（表面粗糙度可达到RaO.1“m以上）、高淬透性，用于大型镜面塑料模具及模架、精密塑料橡胶模等。SM2（塑料模具钢）钢的应用范围预硬化型易切削塑料模具钢，上海钢铁研究所等单位研制。出厂硬度38〜42HRC。该钢相当于美国P21改进型，有一定防腐蚀能力，用于镜面、精密塑料模。Y20CrNi3AlMnMo钢生产工艺简便易行，性能优越稳定，使用寿命长。经电子、仪表、家电、玩具、日用五金等行业推广应用，效果显著。SM45（塑料模具钢）钢的应用范围制造小型塑料模具，用调质处理可获得较高的硬度和较好的强韧性。钢中碳含量较高，水淬容易出现裂纹，一般采用油淬。该钢优点是价格便宜，切削加工性能好，淬火后具有较高的硬度，调质处理后具有良好的强韧性和一定的耐磨性，被广泛用于制造中、小型的中、低档次的塑料模具。5CrNiMnMoVS——简称5NiSCa钢5NiSCa属易切削高韧性塑料模具钢，在预硬态（35〜45HRC）韧性和切削加工性良好；镜面抛光性能好，表面粗糙度低，可达Ra0.2〜0.1“m，使用过程中表面粗糙度保持能力强；花纹蚀刻性能好，清晰，逼真；淬透性好，可作型腔复杂、质量要求高的塑料模。该钢在高硬度下（50HRC以上），热处理变形小，韧性好，并具有较好的阻止裂纹扩展的能力。5NiSCa钢的应用范围5NiSCa钢经调质处理后，硬度在35~45HRC范围内，具有良好的切削加工性能。因此，可用预硬化钢材直接加工成模具，既保证模具的使用性能，又避免模具由于最终热处理引起的热处理变形。该钢淬透性高、强韧性好，镜面抛光性能好，有良好的渗氮性能和渗硼性能，调质钢材经渗氮处理后基体硬度变化不大。该钢适宜制造中、大型热塑性塑料注射模、胶木模和橡胶模等。10Ni3Mn2CuAlMo钢——简称PMSPMS钢用于光学塑料镜片、透明塑料制品以及外观光洁、光亮、质量高的各种热塑性塑料壳体件成形模具，国外通常选用表面粗糙度低、光亮度高、变形小、精度高的镜面塑料模具钢制造。镜面性能优异的塑模钢，除要求具有一定强度、硬度外，还要求冷热加工性能好，热处理变形小。特别是还要求钢的纯洁度高，以防在镜面出现针孔、桔皮、斑纹及锈蚀等缺陷。PMS镜面塑料模具钢是一种新型的析出硬化型塑料模具钢，具有良好的冷热加工性能和综合力学性能，热处理工艺简便，变形小，淬透性高，适宜进行表面强化处理，在软化状态下可进行模具型腔的挤压成形。工艺性能1）锻造性能：锻造加热温度1120〜1160°C，终锻温度三850°C，锻后空冷或砂冷。2）固熔处理工艺：固溶处理的目的是为了使合金元素在基体内充分溶解，使固溶体均匀化，并达到软化，便于切削加工。3）时效处理工艺：钢的最终使用性能是通过回火时效处理而获得的，钢出现硬化峰值的温度约为510C±10C，时效后硬度为40〜42HRC。4）变形率：PMS的变形率很小，接近马氏体时效钢。PMS钢的应用范围该钢热处