塑料模具钢及热处理

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1、第3章塑料模具钢及热处理3.1塑料模具钢的性能要求及分类3.2塑料模具钢的性能介绍3.3塑料模具钢的选用3.1.1塑料模具的工作条件塑料模具的工作条件如表3-1所示。塑料模具按成型固化不同可分为热固性和热塑性塑料模具。热固性塑料模具在工作时，塑料为固态粉末料或预制坯料，加入型腔并在一定温度下经热压成型，受力大并受一定冲击，摩擦较大，热机械负荷及磨损较大。热塑性塑料模具是使塑料在黏流状态下通过注射、挤压等方法进入模具型腔加工成型的模具，塑变抗力小，!受热、受压、受磨损情况不严重，但当加入固体填充料时，磨损会大大

2、增加。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返回3.1.2塑料模具常见的失效形式1.磨损及腐蚀1）磨损因热固性塑料中一般是含有一定量固体填充剂，在加热后软化、熔融的塑料中成为-“硬质点”，冲入模具型腔后，与模具型腔表面摩擦较大，致使型腔表面拉毛，粗糙度变大；且一旦出现这种现象，会使塑料与型腔之间摩擦加大，使被压制的塑料件表面粗糙度不合格而报废。因此，一经发现模具型腔表面有拉毛现象，应及时卸下抛光。而经过多次抛光后型腔扩大，对尺寸要求严格的塑料件即为超差，模具因此而报废。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返

3、回上一页2）腐蚀因不少塑料中含有氯、氟等元素，加热至熔融状态后会分解出氯化氢（HCl）或氟化氢（HF）等腐蚀性气体会腐蚀模具型腔表面，这就加大了其表面粗糙度，也加剧了模具型腔的磨损，最终导致模具失效。2.塑性变形模具在持续受热、受压条件下长期工作后，会发生因局部塑性变形而失效的现象。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返回上一页3.断裂塑料模具一般有多处凹槽、薄边等，易造成应力集中，所以必须有足够韧性。为此，大、中型复杂型腔的模具应优先采用高韧性钢（渗碳钢或热作模具钢），一般不用碳素工具钢。3.3.1塑料模

4、具钢的性能要求根据对上述各类塑料模具的工作条件和失效形式分析，塑料模具材料应有下列性能要求。1.塑料模具钢的使用性能要求（1）足够的强度和硬度，以使模具能承受工作时的负荷而不致变形。通常塑料模的硬度在38～55HRC范围内。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返回上一页形状简单抛光性能要求高的，工作硬度值可取高些；反之，工作硬度值可取低些。（2）良好的耐磨性和耐腐蚀性，以使模具型腔的抛光表面粗糙度和尺寸精度能保持长期使用而不改变。（3）足够的韧性，这是保证模具在使用过程中不会过早开裂的重要性能指标。（4）较

5、好的耐热性能和尺寸稳定性。要求模具材料有较低的膨胀系数和稳定的组织。塑料模具材料中钢的膨胀系数较小，铍青铜次之，铝合金和锌合金的膨胀系数则较大。（5）良好的导热性，以使塑料制件尽快地在模具中冷却成型。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返回上一页2.塑料模具钢的工艺性能要求随着塑料制品种类的增加和质量要求的提高以及塑料制品成型工艺趋向高速化、大型化、精密化和多型腔化，对塑料模具材料还提出了较高的加工工艺性能要求。（1）锻造性能：材料的导热性好，在加热过程中容易内外热透#材料塑性好，变形抗力小，锻打时不易出现

6、开裂，可锻性好。（2）机械加工性能：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，模具材料应具有优良的切削加工性能和磨削加工性能。对较高硬度的预硬化塑料模具钢，为了改善其切削加工性能，通常向钢中加入S、Pb、Ca、Se等元素，从而得到易切削预硬化钢。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返回上一页（3）焊接性能：塑料模型腔在加工中受到损伤或在使用中被磨损需要修复时，常采用焊补的方法（局部堆焊），因此模具材料要有较好的焊接性能。（4）热处理工艺性能：热处理工艺应简单，材料有足够

7、的淬透性和淬硬性，变形开裂倾向小，工艺质量稳定。（5）镜面抛光性能：塑料制品的表面粗糙度主要取决于模具型腔表面的粗糙度。一般塑料模型腔面的粗糙度Ra在0.16～0.08μm之间，粗糙度低于Ra0.5μm时可呈镜面光泽。尤其是用于制造透明塑料制品的模具，对模具材料的镜面抛光性能要求更高。镜面抛光性能不好的材料，在抛光时会形成针眼、空洞和斑痕等缺陷。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返回上一页3.1.4塑料模具钢的分类塑料模具按生产方式可分为注射成型模、挤出成型模、热压成型模等。根据塑料的类型及对成型塑料制品

8、的尺寸、精度、质量、数量的要求，并考虑已有的模具生产条件，可以选用不同类型的塑料模具钢。我国目前用于塑料模具的钢种可按照钢材特性和使用时的热处理状态分类，见表3-2。从模具制造所要求的工艺性能和模具的使用性能考虑，塑料模具钢与冷作、热作模具钢应有一定的区别，因此近年来，国外已经形成一个专用的塑料模具钢系列，国内也正向这个方向发展。3.1塑料模具钢的性能要求及分类下一页返回上一页目前已纳入国家标准的塑