塑胶模具钢特性分类课件

1、第3章 三板模设计-22-模具钢0.02182.11钢工业纯铁铸铁钢含碳量在0.02182.11的铁碳合金钢材的定义在普通钢材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金钢，我们的模具钢材都属于合金钢改变钢材性能的办法主要有三方面1.合金成分2.冶炼工艺3.热处理 增加淬火组织的硬度 形成碳化物，提高耐磨性 降低韧性 降低可焊性例如：P20,D2 碳：C Cr能提高钢之硬度，形成坚硬及稳定的碳化铬,从而改善耐磨性 Cr能提高钢的淬透性 当Cr含量超过12%, 具耐腐蚀作用，并提供良好抛光性 例如：S136,2316铬：Cr Mo是强碳化物形成元素，提高耐磨性 Mo0.5能抑止其他合金元素引

2、致之回火脆性 提供红硬性，热强度 提高淬透性，回火稳定性例如：DH31-S,236（W特点与Mo相似）钼：Mo 可以形成高硬度碳化物，提高耐磨性 细化钢的晶粒，降低过热敏感性 提高钢之强度、韧性及回火稳定性 例如：8407，V10钒：V Ni能提高钢的淬透性 Ni能细化晶粒 例如：738vs2311 镍：Ni硫（S）S:常以MnS形式存在钢中，割裂基体的连续性 恶化材料的韧性、抗腐蚀性、抛光性、放电 加工性、蚀纹性，可提高材料的切削能力。例如：NAK80NAK55 23112312塑胶模具钢的类别和选择P20：普通塑胶零件(738718838)P21：要求尺寸稳定的塑胶零件(NAK80)420

3、：镜面或防酸性的模具或是做硬模(S136S-STAR(A)2083)H13：长期生产的硬模(23448407)01/D2：极少数要求耐磨性非常之高的时候用到，但脆性很大塑胶模具的发展方向硬 度软 模半 硬 模硬 模345HB36HRC380HB42HRC310HB32HRC480HB50HRC如何选择模具钢材塑胶模具钢的选择钢材特性塑胶材料生产的速度模具的表面的要求生产的数量模具的尺寸1.一般模架用钢材碳素结构钢 S50C（轧板） 退火态供货（约HB170-220） S55C（锻件）退火态供货（约HB170-220） 钢材特性 良好机械加工及切削特性热处理 若客要求，建议调质至HRC2832.

4、 2.合金模具钢之分类 塑胶模具钢 热作钢 冷作钢 其他特殊钢 塑胶模具钢特性 硬度：抵抗变形之能力; 韧性 ：抵抗因应力集中而导致脆性破坏之能力; 抛光度：材料表面通过抛光所能达到的光洁程度; 加工性：机械切削加工性能; 耐磨性 ：在压力、冲击载荷及摩擦等工作条件下抵抗磨损之能力; 抗腐蚀性：在氧化性介质中不易被氧化之能力;塑胶模具钢特性分类-P20系列适用于一般塑胶模，其厚度一般160MM，若厚度过高，则难以保证材料芯部与表面硬度之一致性。因此，根据不同的性能要求，推出P20改良系列，如: 2312: （P20+S）加硫使其极易切削，适宜大批量快速加工； 738/H:（P20+Ni) 加镍

5、提高淬透性，硬度分布均匀；PX88：均匀的组织及硬度，良好的焊接、蚀纹和抛光性能； 2711: P20特级版，适用于高硬度、高韧性及高磨光度模具；P20HH：化学成分特别配置，采用VAD熔炼技术、良好的锻压工 艺及压缩比，综合机械性能更优越； P20LQ：（VAR+VAD）双真空精炼，为光学级镜面钢； 718S/H：经真空除气，钢材纯洁均匀、抛光性良好; 塑胶模具钢特性分类-P21系列 要求尺寸稳定之塑胶零件，如日本大同之NAK55、NAK80。 NAK55：P21+S（VAR）易切削加工、镜面抛光一般 NAK80：P21改良（VAR）改善放电加工性、镜面抛光优异 NAK55和NAK80为时效

6、硬化钢，不宜氮化。德国2083/2316 日本JIS SUS 420 J2防酸性之模具（PVC，PMMA等腐蚀性物质）出厂有退火状态（加工后淬硬）及预硬状态龙记代理之品牌： 法国奥伯杜瓦（A&D）-X13T6W（236/236H） 龙记特殊钢：LKM2083/LKM2O83H LKM2316A/LKM2316/LKM2316ESR 瑞典一胜百（ASSAB）-S136/S136H 大同（DAIDO）- S-STAR塑胶模具钢特性分类-420系列420系列材料抗腐蚀性机理及鉴别方法？机理：420系列材料主要添加了合金元素Cr（含量一般13.0%），Cr 在氧化性介质中极易钝化，生成致密的氧化物保护

7、膜，从而使钢材的抗腐蚀性大大提高。鉴别方法：滴少许硫酸铜溶液于钢材表面，片刻后若无反应，则为420不锈钢；反之则马上生锈，即为非420类钢材。影响塑模钢抛光质量的因素1.冶金质量（非金属夹杂物、气泡、氧化 物及硫化物） 2.组织不均匀度（浇注技术及锻造） 3.硬度（高硬度有利于抛光） 4.抛光技术热作模具钢出厂是退火状态，加工后可热处理至硬度HRC4248要求高的热硬性，高温耐磨性，高的抗氧化能力、热疲劳抗力及高韧性作为压铸模具、长寿命或带磨损性塑料+混加剂的塑胶模之材料 ;最常见为H11及H13，龙记代理品种有： LKM2344/LKM2344SUPER （A&D）-SMV3W (DAIDO

8、)-DH31-S （ASSAB）-DIEVAR/HOTAR/8407 (A&D)-ADC3冷作模具钢出厂是退火状态，加工后可提高硬度至HRC5862高硬度，高耐磨性，足够的韧性和疲劳抗力，热处理变形小作为冷作模具、长寿命塑胶模之材料大致分以下几种：AISI O1 AISI D2 特殊材料-粉末钢龙记代理品种：O1：ARNEDF-2/GOA/LKM2510 D2：XW-42/DC11/LKM2379 D2（MOD）：DC53/ASSAB88 粉末钢：V10 其他：CALMAX635/LKM2767（6F7） 其他特殊钢日本新东透气钢 PM-35 预硬至HV350400 PM-40 预硬至HV40

9、0450一种特殊烧结粉末钢，具透气功能，抗锈防酸能力极佳，易切削，放电加工良好适用于塑胶及压铸模具，解决因困气所形成之品质及效率问题。3.合金钢的热处理 热处理的类别 热处理工艺热处理的类别普通热处理 真空 非真空表面热处理 表面淬火 火焰加热 感应加热 化学热处理 渗碳 氮化 碳氮共渗 渗金属热处理工艺 退火 正火 淬火 回火 (高溫/低溫)氮化退火加熱到高於臨界點Ac3某一定溫度, 保溫一段時間, 然後緩慢冷卻細化晶粒, 改善組織, 降低硬度而改善鋼材的切削性及為淬火做好組織準備例如: LKM2510出廠狀態 - 退火至 HB 230正火加熱到高於臨界點Ac3約30-50C, 保溫一段時間

10、, 然後在空氣中冷卻 (冷卻速度比退火為快)細化晶粒, 改善組織, 降低硬度而改善鋼材的切削性與退火比較, 正火後所得的珠光體較細, 硬度和強度較高適用於低碳及中碳結構鋼, 作為硬度調質之用淬火加熱到奧氏體溫度, 保溫一段時間, 然後用冷卻介質(如水、油、空氣/氮氣)急速冷卻, 從而得到馬氏體組織提高鋼的硬度和耐磨性(需與回火配合)例如: LKM2510的淬硬溫度為820C回火加熱到Ac1以下某一定溫度, 保溫一定時間, 再冷卻到室溫。消除淬火後的內應力及降低脆性；除著回火溫度的升高, 強度和硬度逐漸下降, 而塑性及韌性逐漸升高；例如: LKM2510 當回火溫度 = 200C, 硬度 = 6

11、2 HRC; 當回火溫度 = 400C, 硬度 = 50 HRC氮化增加表面硬度，從而改善模具耐磨性，提高壽命可改善耐腐蝕性(適用於低、中合金工具鋼)將模具或零件加熱至500-570C 並注入氨氣，氨氣在此溫度下分解成氮離子滲入鋼材表面，影成堅硬的氮化物氮化層深度：0.08 mm - 0.2 mm氮化層硬度：700 - 1000 HV為什麼模具熱處理後會變形？外應力機械加工在高溫下，應力釋放+強度下降 = 變型內應力 熱應力加熱速度快或不均，形成模具不同地方不同膨脹 = 變型組織轉變應力組織之體積不同，轉變時產生差異。鐵素體(2.86A)-奧氏體(3.57A)-馬氏體(2.98A)， 體積增加

12、 = 變型4.钢材之其他相关知识钢材之标准钢材之硬度钢材之标准美国AISI/SAE/ASTM德国DIN日本JIS中国GB法国AFNOR 美国标准（AISI）P1-P19 Low Carbon SteelP20-39 Low Carbon,High Alloy steelH11-H19 Chromium baseOx Oil Hardening SteelDx High Carbon Chromium Steel2XX,3XX,4XX,6XX Stainless Steel德国标准（DIN）1.2738 Low carbon,high alloy1.2311 Low carbon,high al

13、loy1.2312 Low carbon,high alloy,free machine1.2083 Stainless steel1.2316 High performance stainless steel1.2344 Chromium base1.2510 Low alloy steel1.2379 High carbon,high chromium steel日本标准（JIS）SxxC Plain carbon steelSUSxx Stainless steelSKx Carbon tool steelSKSx Low alloy steelSKDx Medium high allo

14、y steelSUJx Bearing steelSUM Free cutting steel钢材之硬度常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。HB应用范围较广，供货状态常用， Cu、Al也可用 。HRC适用于表征高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。在一定条件下，HB与HRC可以互换。其换算公式可大概记为：1HRC1/10HB。HV-适用于显微分析，Cu、Al也可用。HL-手提式硬度计，测量方便，但对样品厚度有要求。铝合金之特性 重量轻 抗腐蚀性/防锈良好的机

15、加工性能高热传导性良好阳极氧化及电镀性能铝合金之应用1.吸塑模、吹气模、鞋模及发泡塑胶模2.电子业用夹具及工具3.机械零件4.超声波塑胶焊接机5.丝印、移印机械及夹具6.机械手、油压及气动元件7.自动化机械零件及机板8.表类成形零件铜及铜合金铜：日本三宝EDM电蚀纯红铜铜合金：美国合金铍铜 MM-30 预硬至HRC2632 MM-40 预硬至HRC3642 日立合金铜 HIT-75 预硬至约HB1802301.模架材质: 上固定板 S50C 母模仁 2344/S136 /NAK80 脱料板 S50C 公模仁 2083/8407/NAK80 母模板 S50C 滑块入子 SKD61/S136 /NAK80 公模板 S50C 滑块座 NAK80/718 上顶针板 S50C 滑块压板 SKD61 下顶针板 S50C 耐