塑胶模具钢种类解析

时间:2019-06-28

以前由于国内钢铁市场环境比较差,用钢水平不高,和西方国家工业技术有差距等因素,使得我国依旧尚未形成独立的塑料模具钢系列,在工业制造生产中大多沿用一些传统钢种,常用的有4540CrT10A38CrMoA15CrNiMo4Cr5MoV1SiCrWMnCr12MoV等。为避免模具热处理变形,不得不使用退火、正火态45钢或40Cr。这种模具硬度低,不耐磨损,表面粗糙度大,影响制品外观质量,对于型腔复杂、硬度要求高的模具,采用合金钢CrWMnCr12MoV制造,其热处理变形难于控制而达不到要求。

塑胶模具钢

近年来我国相继引进一些国外通用塑料模具钢种并自行研制了许多新型塑料模具钢,根据化学成分和特殊性能,这些钢种可分为预硬质型、预硬易切削型、时效硬化型和冷挤压成型等四种类型。

1)时效硬化型。属于此类钢的有25CrNi3MoA106CrNi6MoVTiA1钢等。其中PMS钢具有优异的镜面抛光性能。这类钢属于低碳、低镍时效硬化型。经高温奥氏体固溶处理得低碳板条马氏体,其硬度约为50HRC,为了切削加工,需经高温回火,得回火索氏体,硬度降低为24HRC,加工好模具型腔后,在500-540℃时效处理过程中,析出NiA1合金相,从而使基体硬度回升至40HRC.这种时效处理的变形量很小,可以控制在万分之五以下,这类钢很适于制作高精度塑料模,还可在软化处理至低厚度后,用作冷挤成型法制造复杂型腔模具。

2)冷挤压成型。属于此类钢的只有LJ8416两个钢号。后者是引进瑞典的钢号。钢中含碳量很低,这类钢具有优异的冷挤压成型性和热处理工艺性能。钢中添加少量多元合金元素用以提高钢的淬透性而使固溶体强化效果较弱。经退火后,其硬度很低,一般≤130HBS,使钢具有良好的冷挤压成型模性能。制成模具后进行高浓度渗碳,并进行淬火和回火处理,使模具表面层硬度高、耐磨损,而心部仍保持良好的强韧性能。这种方法适用于需要重复制造型腔或浅型腔的塑料模具,可以降低成本,提高生产率。

3)预硬调质型。属于这类钢种的有P20718(瑞典)和H13钢。718钢可视为P20钢的改良型,H13钢是典型热作模具钢。这些钢的含碳量为0.30%-0.50%,属Cr-Mo系调质钢。通过添加NiMnVSi合金元素,进一步提高钢的淬透性和回火稳定性,使在大截面上保持组织和性能的一致性。这些钢大都在钢厂进行充分锻打制成模块,经调质处理至要求的硬度30HRC左右,供给用户直接制模,不需要再热处理,因而完全避免了热处理变形,这类钢广泛用于制造大、中玵精密注塑模。

4)预硬易切削形。属于此类型钢的有5NiSCaSM18Cr2S等。与预硬调质钢相比,其碳含量提高了,并加入了一定量易切削元素SS-Ca,改善切削性能,单一S系钢,在低、中速切削条件下具有良好的切削性能。由于钢中MnS在热变形后会沿变形方向伸长,增加了钢的各向异性,使钢的横向塑性和韧性显著降低。采用S-Ca复合系和喷射冶金技术,可以改善钢中MnS的形态和分布,从而改善钢的等向性能。因此提高钢中含碳量和调质硬度为36-45HRC时,用户不需再热处理,可直接制造模具,仍能顺利进行切削加工,且降低了模具表面粗糙度,提高了耐磨性能,这类预硬易切削塑料模具钢适用于大、中型注塑模的制造。

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