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怎样选择塑料模具型腔及零部件用模具钢材?
发布时间:2021-06-28 13:11
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    苏州东锜公司的战略合作伙伴,法国 ERASTEEL 钢厂是全球粉末高速钢的研发者、粉末冶炼技术的赢领者、ASP品牌的创造者;塑胶及压铸钢材合作伙伴,德国葛利兹钢厂,成立于 1779 年,在全球拥有庞大的销售网络和过硬的技术力量,锻造能力强,处于行业赢领地位。

  

  

怎样选择塑料模具型腔及零部件用模具钢材?

  

    塑料模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等,是与塑料直接接触而成型制品的模具零部件。模具型腔及零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命,决定着所成型塑料制品的外观及内在质量,必须十分慎重,一般要在合同规定及客户要求的基础上,根据制品和模具的要求及特点选用。

  

    ㈠模具型腔及零部件日本sus630抗高温吗用 模具钢材的选用原则:

  

    根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等,兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能,同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法,以选用不同类型的钢材。

  

    ⒈对于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口模具钢材,如718(P20+Ni类)、NAK80(P21类)、S136(420类)、H13类钢等,其中718、NAK80为预硬状态,不需再进行热处理;S136及H13类钢均为退火状态,硬度一般为HB160-200,粗加工后需进行真空淬火及回火处理,S136的硬度一般为HRC40-50,H13类钢的硬度一般为HRC45-55(可根据具体牌号确定)。

  

    ⒉对于制品外观质量要求高,长寿命、大批量生产的模具,其模具型腔及零部件用模具钢材选择如下:

  

    a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(P20+Ni类)、NAK80(P21类)等,均为预硬状态,不需再进行热处理。

  

    b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材,如618、738、2738、638、718等,均为预硬状态;对生产批量不大的模具,也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。

  

    ⒊对于制品外观质量要求一般的模具,其模具型腔及零部件用模具钢材选择如下:

  

    a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。

  

    b) 大中型模具,所成型塑料对钢材无特殊要求,型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材;型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等,也可选用国产塑料模具钢。

  

    c) sus630材料加工注意什么?对于蚀皮纹的型腔,当蚀梨花纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738(738)牌号。

  

    ⒋对无外观质量要求的内部结构件,成型材料对模具钢材亦无特殊要求的模具,其模具型腔及零部件用模具钢材选择如下:

  

    a) 对于大中型模具,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用进口或国产优质碳素钢。

  

    b) 对于小型模具,若产量较高,结构较复杂,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用国产塑料模具钢。

  

    c) 对于结构较简单,产量不高的小型模具,型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。

  

    ⒌对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具,若制品要求较高,可选用进口的耐蚀钢,要求一般的可选用国产的耐蚀钢。

  

    ⒍对于成型对模具钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具,例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具,需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。

  

    ⒎成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分,镶件材料应选用铍青铜或合金铝。

  

    ⒏对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下:

  

    a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材,如718、NAK80等。

  

    b) 非透明件,一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材,如618、738、2738、638、318等,表面进行氮化处理,氮化层深度为0.15-0.2mm,硬度为HV700-900。

  

    c) 若模具要求较低,也可sus630材质证明选用低档进口钢材或国产钢材,氮化处理硬度一般为HV600-800。

  

    ㈡常用的 模具钢材性能及用途

  

    ⒈P20类模具钢材(预硬塑料模具钢):

  

    参考成分(%):C:0.28-0.40;Si:0.20-0.80;Mn:0.60-1.00;Cr:1.40-2.00;Mo:0.30-0.55;Ni:≤0.25;

  

    国标钢号:3Cr2Mo

  

    ⑴瑞典一胜百ASSAB 618:出厂状态及参考硬度:预硬HB280~320;性能及用途:具有良好的抛光和切削加工性能,广泛应用于热塑性塑料的注射模(一般用于中小型模具,可焊性一般)。

  

    ⑵日本大同(DAIDO STEEL)PX4、PX5: 出厂状态及参考硬度:预硬HRC30~33;性能及用途:具有良好抛光性能,以焊接开裂敏感性低的成分平衡设计,焊接性能大幅度改善,用于大型镜面模具,如汽车尾灯、前挡板以及摄象机、家用电器壳体等。PX5焊接性能、蚀纹性能较好,但易出加工砂眼,氮化性能一般(高光时)。

  

    ⑶德国葛利兹(Groditz)W.1.2311:出厂状态及参考硬度:预硬HRC30~34;性能及用途:用于大型优质长期生产塑料模具,适合制造电视机壳、冰柜、洗衣机、水桶等模具。

  

    ⑷德国德威GSW-2311: 出厂状态及参考硬度:预硬HRC31~34;性能及用途:电蚀加工性能好,用于大中型镜面塑料模具。

  

    ⑸奥地利百禄(BOHLER)M202:出厂状态及参考硬度:预硬HRC30~34;性能及用途:属P20类,但碳、锰含量偏高。可进行电蚀加工,用于家电和汽车用塑料模具。

  

    ⑹法国阿塞洛(Arcelor)SP300:出厂状态及参考硬度:预硬HRC30~34;性能及用途:具有良好的加工工艺性,抛光性和皮纹加工性,用于大而厚的塑料模具。

  

    ⑺韩国重工(株)HP-4MA:出厂状态及参考硬度:预硬HRC27~34;性能及用途:硬度均匀,耐磨性好,用于电视机前壳、电话机、吸尘器、饮水机等模具。

  

    ⑻国产P20(3Cr2Mo,抚顺特钢FT61): 出厂状态及参考硬度:预硬HRC30~36;性能及用途:淬透性高,综合力学性能好,抛光性能好,用于大中型复杂精密模具型腔、型芯、滑块、镶件等。

  

    ⒉P20+Ni类模具钢材(预硬镜面塑料模具钢):

  

    参考成分(%):在P20的基础上加入1%左右的Ni;

  

    国标钢号:3Cr2NiMo或3Cr2NiMnMo

  

    ⑴瑞典一胜百ASSAB 718(UDDEHOLM IMPAX HH):出厂状态及参考硬度:预硬HB290~370;性能及用途:具有高淬透性,良好的抛光性能、电蚀加工性能和皮纹加工性能,适用于大型镜面塑料模具。

  

    ⑵日本大同(DAIDO STEEL)PAC5000: 出厂状态及参考硬度:预硬HRC36~39;性能及用途:硬度为36~39HRC的预硬钢,可直接刻模加工后付诸使用;组织及硬度均一,镜面可达#5000水平;采用焊接开裂敏感性较低的成分设计,焊接性良好。

  

    ⑶德国葛利兹(Groditz)W.1.2738:出厂状态及参考硬度:预硬HRC29~35;性能及用途:材质硬度均匀;抛光性能优良;机械加工性能良好;有良好的淬火回火热处理性能;可施以氮化;适合表面处理(如:镀铬)。适合大型的塑料模具,特别是厚度大于mm,其淬透性及均匀度良好;大型塑料模具、模座;压铸模架。

  

    ⑷德国葛利兹(Groditz)W.1.2711:出厂状态及参考硬度:预硬HRC32~40;性能及用途:①油淬及气淬塑料模具钢,有良好的淬透性;②良好的韧性;③抗热性能良好,适于冷作工具用途;④适于表面处理(如:镀铬);⑤有良好的抛光性能。适用于:①压制模具、模架、支撑工具;②需高硬度大型模具。。

  

    ⑸德国德威GSW-2738: 出厂状态及参考硬度:预硬HRC32~35;性能及用途:硬度均匀,切削性能和抛光性能较好,变形较小,用于大中型高韧性高抛光度模具,但可焊性一般,蚀纹易出现“梨花纹”。

  

    ⑹德国德威GSW-2711: 出厂状态及参考硬度:预硬HRC35~38;性能及用途:高强度、高韧性、高光整度塑料模具钢,具有良好的精光性能,适用于大中型及复杂塑料模具。

  

    ⑺奥地利百禄(BOHLER)M238:出厂状态及参考硬度:预硬HRC31~34;性能及用途:碳、锰含量偏高,镜面抛光性能好,可进行电蚀加工。

  

    ⑻法国阿塞洛(Arcelor)SP2738:出厂状态及参考硬度:预硬HRC30~34;性能及用途:具有良好的加工工艺性,抛光性和皮纹加工性,用于大而厚的塑料模具。

  

    ⑼法国USINOR CLC2738:出厂状态及参考硬度:预硬HRC30~34;性能及用途:淬透性高,硬度均匀,具有良好的抛光、电蚀加工和皮纹加工性能,适于渗氮,用于大中型镜面塑料模具。

  

    ⑽国产718(3Cr2NiMo,抚顺特钢3Cr2NiMnMo ,FT62): 出厂状态及参考硬度:预硬HRC29~34;性能及用途:淬透性高,综合力学性能好,抛光性能好,用于特大型、大型复杂精密模具型腔、型芯。

  

    ⒊P21类模具钢材(时效硬化塑料模具钢)

  

    ⑴日本大同(DAIDO STEEL)NAK55、NAK80: 出厂状态及参考硬度:预硬HRC37~43;性能及用途:高硬度镜面模具钢,用于高精度镜面模具。NAK55切削加工性能好,NAK80具有优良的镜面抛光性能。二者的缺点是补焊性能差,韧性较低,较细的圆柱凸起易折断(如喇叭窗网孔镶件)。

  

    ⑵韩国重工(株)HAM-10:出厂状态及参考硬度预硬HRC37~42;性能及用途:析出型硬化钢,具有优良的镜面抛光性能,用于塑料透明部件(如汽车灯具、冰箱抽屉等)模具。

  

    ⑶国产NAK80(抚顺特钢10Ni3MnCuAl,ZFT08,亦称PMS钢):出厂状态及参考硬度:预硬HRC36~43;性能及用途:时效硬化钢,表面至中心硬度均匀;电蚀(电火花)加工性能优良;由于是经过特殊熔炼,所以具有优良的镜面抛光性能及蚀刻加工性能,用于有镜面要求的塑料透明部件(如摄像机、收音机、音响设备、透明罩及胶片等)模具。

  

    ⒋420类模具钢材(耐腐蚀镜面塑料模具钢):

  

    参考成分(%):C:0.30~0.40;Cr:12.0~14.0;Si:≤1.20;Mn:≤1.25;Ni:≤0.60。

  

    国标钢号:3Cr13或4Cr13

  

    ⑴瑞典一胜百ASSAB S136(UDDEHOLM STAVAX ESR):出厂状态及参考硬度:退火215HB或预硬HRC30~34;性能及用途:耐蚀性好,淬回火后有较高硬度,抛光性好。用于耐腐蚀性和要求较高的塑料模具。

  

    ⑵日本大同(DAIDO STEEL)S-STAR: 出厂状态及参考硬度:退火215HB或预硬HRC30~34;性能及用途:具有高耐蚀性、高镜面抛光性,热处理变形小,用于耐蚀镜面精密模具。

  

    ⑶德国葛利兹(Groditz)W.1.2083 ESR:出厂状态及参考硬度:退火225HB或预硬HRC30~34;性能及用途:①高光洁度;②良好的耐腐蚀性、耐磨性及机械加工性能;③淬透性质结构稳定,变形率低;④淬硬与回火状态后的抛光性能为最佳;⑤抗热应力疲劳性能良好;⑥材质均匀,高清净度。适用于:①防腐蚀需求,含酸性塑料,例如:PVC;②医疗器械模具;③光学仪器模具,例如:光盘、透镜等;④耐磨损模具。

  

    ⑷德国德威GS-083: 出厂状态及参考硬度:退火230HB或预硬HRC30~35;性能及用途:用于抗腐蚀塑料模具。

  

    ⑸奥地利百禄(BOHLER)M310:出厂状态及参考硬度:预硬HRC31~34;性能及用途:用于有防腐蚀要求及需镜面抛光的模具。

  

    ⑹韩国重工(株)HEMS-1A:出厂状态及参考硬度:预硬HRC23~33;性能及用途:具有高镜面抛光性能,用于彩管玻壳、PVC底盘等模具。

  

    ⑺国产S136(3Cr13或4Cr13,抚顺特钢FT64): 出厂状态及参考硬度:退火至235HB或预硬HRC30~36;性能及用途:机械加工性能好,经热处理(淬火+回火)后具有优良的耐腐蚀性能,抛光性能、较高的强度sus630不锈钢跟304的区别 和耐磨性,适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等,但补焊性能较差。

  

    ⑻国产FS136(4Cr13SiNiV,抚顺特钢研发生产): 出厂状态及参考硬度:退火至235HB或预硬HRC30~36;性能及用途:在国产S136(4Cr13)的基础上,微调V、Ni含量,优化合金配料,有效提高钢材纯净度,较大幅度降低S、P含量,钢锭经均匀化处理,改善合金成分的均匀性,成品钢材经高温回火作为最终热处理,软化硬度,改善组织,有效提高了耐腐蚀性能和镜面抛光性能。适用于耐腐蚀性和镜面抛光要求较高的塑料模具。

  

    ⒌高抗腐蚀类模具钢材:

  

    ⑴日本大同(DAIDO STEEL)G-STAR: 出厂状态及参考硬度:预硬HRC31~34;性能及用途:耐腐蚀性优良(属于马氏体系不锈钢);被切削性优良(易切削不锈钢);出厂硬度达33HRC,可直接使用;经淬火回火达高硬度化:48HRC(1030℃淬火)。主要用途:光盘用模胚;要求耐腐蚀的模板;怕生锈的有冷却水孔模板;可取代镀铬模具;NAK,PX5的要求耐腐蚀的模腔。

  

    ⑵日本大同(DAIDO STEEL)440C-ESR: 出厂状态及参考硬度:退火至269HB,可淬火回火至HRC 54~58;性能及用途:品质稳定(采用ESR特殊熔炼);耐磨损优良(热处理硬度:56HRC);耐腐蚀性优良(属于马氏体系不锈钢)。主要用途:既要求耐磨损又要求耐腐蚀性的塑料模具钢;半导体IC封口用塑料模具钢;要求耐锈蚀模具配件。。

  

    ⑶法国USINOR CLC2316H:出厂状态及参考硬度预硬HRC30~34;性能及用途:优良的耐蚀性能和镜面抛光性能,高的力学强度和耐磨性,用于耐腐蚀和需镜面抛光的模具。

  

    ⑷德国葛利兹(Groditz)W.1.2316 ESR:出厂状sus630材质进口还是国产态及参考硬度:预硬HRC29~34;性能及用途:①调质预硬塑料模具钢;②高光洁度;③优良的耐腐蚀性;④优良的抛光性;⑤良好的耐磨性、韧性;⑥抗热应力疲劳性能良好;⑦材质均匀,高清净度。适用于抗高酸性能的工模具。

  

    ⑸德国德威GSW-2316: 出厂状态及参考硬度:预硬至HRC31~34;性能及用途:具有优良的耐蚀性能和镜面抛光性能,用于高防腐蚀及需镜面抛光的模具。

  

    ⑹奥地利百禄(BOHLER)M300:出厂状态及参考硬度:预硬HRC31~34;性能及用途:用于高防腐蚀要求及需镜面抛光的模具。

  

    ⑺国产3Cr17Mo(高耐腐蚀超镜面塑料模具钢,抚顺特钢研发生产):出厂状态及参考硬度:退火至285HB或预硬至HRC30~36;性能及用途:真空精炼加电渣重熔工艺,钢质纯净,耐磨性能高;适用于高防腐蚀及需要镜面抛光的模具,特别适合PVC产品模具。

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