怎么選擇塑料模具型腔及零部件用模具鋼材?
發(fā)布時(shí)間:2020-07-29 ?? 瀏覽次數(shù):次
塑料模具型腔及零部件包括型腔、型芯、滑塊、鑲件、斜頂、側(cè)抽等,是與塑料直接接觸而成型制品的模具零部件。模具型腔及零部件的材質(zhì)直接關(guān)系到模具的質(zhì)量、壽命,決定著所成型塑料制品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量,必須十分慎重,一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)制品和模具的要求及特點(diǎn)選用。
㈠模具型腔及零部件用 模具鋼材的選用原則:
根據(jù)所成型塑料的種類、制品的形狀、尺寸精度、制品的外觀質(zhì)量及使用要求、生產(chǎn)批量大小等,兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項(xiàng)性能,同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性以及模具的制造條件和加工方法,以選用不同類型的鋼材。
⒈對(duì)于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯均需選用高鏡面拋光性能的高檔進(jìn)口模具鋼材,如718(p20+ni類)、nak80(p21類)、s136(420類)、h13類鋼等,其中718、nak80為預(yù)硬狀態(tài),不需再進(jìn)行熱處理;s136及h13類鋼均為退火狀態(tài),硬度一般為hb160-200,粗加工后需進(jìn)行真空淬火及回火處理,s136的硬度一般為hrc40-50,h13類鋼的硬度一般為hrc45-55(可根據(jù)具體牌號(hào)確定)。
⒉對(duì)于制品外觀質(zhì)量要求高,長(zhǎng)壽命、大批量生產(chǎn)的模具,其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下:
a) 型腔需選用高鏡面拋光性能的高檔進(jìn)口鋼材,如718(p20+ni類)、nak80(p21類)等,均為預(yù)硬狀態(tài),不需再進(jìn)行熱處理。
b) 型芯可選用中低檔進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材,如618、738、2738、638、718等,均為預(yù)硬狀態(tài);對(duì)生產(chǎn)批量不大的模具,也可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼或s50c、s55c等進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
⒊對(duì)于制品外觀質(zhì)量要求一般的模具,其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下:
a) 小型、精密模具型腔和型芯均選用中檔進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材。
b) 大中型模具,所成型塑料對(duì)鋼材無(wú)特殊要求,型腔可選用中低檔進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材;型芯可選用低檔進(jìn)口p20類鋼材或進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼s50c、s55c等,也可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼。
c) 對(duì)于蝕皮紋的型腔,當(dāng)蝕梨花紋時(shí)應(yīng)爭(zhēng)取避免選用p20+ni類的2738(738)牌號(hào)。
⒋對(duì)無(wú)外觀質(zhì)量要求的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,成型材料對(duì)模具鋼材亦無(wú)特殊要求的模具,其模具型腔及零部件用模具鋼材選擇如下:
a) 對(duì)于大中型模具,型腔可選用低檔的進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材,也可選用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳素鋼s55c、s50c或國(guó)產(chǎn)p20或p20+ni類塑料模具鋼;型芯可選用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
b) 對(duì)于小型模具,若產(chǎn)量較高,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,型腔可選用低檔的進(jìn)口p20或p20+ni類鋼材,也可選用國(guó)產(chǎn)p20或p20+ni類塑料模具鋼;型芯可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼。
c) 對(duì)于結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,產(chǎn)量不高的小型模具,型腔型芯均可選用國(guó)產(chǎn)塑料模具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
⒌對(duì)于成型含氟、氯等有腐蝕性的塑料和各類添加阻燃劑塑料的模具,若制品要求較高,可選用進(jìn)口的耐蝕鋼,要求一般的可選用國(guó)產(chǎn)的耐蝕鋼。
⒍對(duì)于成型對(duì)模具鋼材有較強(qiáng)摩擦、沖擊性塑料的模具,例如用來(lái)注射尼龍+玻璃纖維料的模具,需選用具有高耐磨、高抗熱拉強(qiáng)度及高韌性等優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)h13類鋼材。
⒎成型鑲件一般與所鑲?cè)氲牧慵x用相同材料。對(duì)于模具較難冷卻的部分或要求冷卻效果較高的部分,鑲件材料應(yīng)選用鈹青銅或合金鋁。
⒏對(duì)于模具中參與成型的活動(dòng)部件材料選擇原則如下:
a) 透明件應(yīng)選用拋光性好的高檔進(jìn)口鋼材,如718、nak80等。
b) 非透明件,一般應(yīng)選用硬度和強(qiáng)度較高的中檔進(jìn)口鋼材,如618、738、2738、638、318等,表面進(jìn)行氮化處理,氮化層深度為0.15-0.2mm,硬度為hv700-900。
c) 若模具要求較低,也可選用低檔進(jìn)口鋼材或國(guó)產(chǎn)鋼材,氮化處理硬度一般為hv600-800。
㈡常用的 模具鋼材性能及用途
⒈p20類模具鋼材(預(yù)硬塑料模具鋼):
參考成分(%):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;
國(guó)標(biāo)鋼號(hào):3cr2mo
⑴瑞典一勝百assab 618:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hb280~320;性能及用途:具有良好的拋光和切削加工性能,廣泛應(yīng)用于熱塑性塑料的注射模(一般用于中小型模具,可焊性一般)。
⑵日本大同(daido steel)px4、px5: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc30~33;性能及用途:具有良好拋光性能,以焊接開裂敏感性低的成分平衡設(shè)計(jì),焊接性能大幅度改善,用于大型鏡面模具,如汽車尾燈、前擋板以及攝象機(jī)、家用電器殼體等。px5焊接性能、蝕紋性能較好,但易出加工砂眼,氮化性能一般(高光時(shí))。
⑶德國(guó)葛利茲(groditz)w.1.2311:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:用于大型優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)期生產(chǎn)塑料模具,適合制造電視機(jī)殼、冰柜、洗衣機(jī)、水桶等模具。
⑷德國(guó)德威gsw-2311: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc31~34;性能及用途:電蝕加工性能好,用于大中型鏡面塑料模具。
⑸奧地利百祿(bohler)m202:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:屬p20類,但碳、錳含量偏高??蛇M(jìn)行電蝕加工,用于家電和汽車用塑料模具。
⑹法國(guó)阿塞洛(arcelor)sp300:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:具有良好的加工工藝性,拋光性和皮紋加工性,用于大而厚的塑料模具。
⑻國(guó)產(chǎn)p20(3cr2mo,撫順特鋼ft61): 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc30~36;性能及用途:淬透性高,綜合力學(xué)性能好,拋光性能好,用于大中型復(fù)雜精密模具型腔、型芯、滑塊、鑲件等。
⒉p20+ni類模具鋼材(預(yù)硬鏡面塑料模具鋼):
參考成分(%):在p20的基礎(chǔ)上加入1%左右的ni;
國(guó)標(biāo)鋼號(hào):3cr2nimo或3cr2nimnmo
⑴瑞典一勝百assab 718(uddeholm impax hh):出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hb290~370;性能及用途:具有高淬透性,良好的拋光性能、電蝕加工性能和皮紋加工性能,適用于大型鏡面塑料模具。
⑵日本大同(daido steel)pac5000: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc36~39;性能及用途:硬度為36~39hrc的預(yù)硬鋼,可直接刻模加工后付諸使用;組織及硬度均一,鏡面可達(dá)#5000水平;采用焊接開裂敏感性較低的成分設(shè)計(jì),焊接性良好。
⑶德國(guó)葛利茲(groditz)w.1.2738:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc29~35;性能及用途:材質(zhì)硬度均勻;拋光性能優(yōu)良;機(jī)械加工性能良好;有良好的淬火回火熱處理性能;可施以氮化;適合表面處理(如:鍍鉻)。適合大型的塑料模具,特別是厚度大于mm,其淬透性及均勻度良好;大型塑料模具、模座;壓鑄模架。
⑷德國(guó)葛利茲(groditz)w.1.2711:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc32~40;性能及用途:①油淬及氣淬塑料模具鋼,有良好的淬透性;②良好的韌性;③抗熱性能良好,適于冷作工具用途;④適于表面處理(如:鍍鉻);⑤有良好的拋光性能。適用于:①壓制模具、模架、支撐工具;②需高硬度大型模具。。
⑸德國(guó)德威gsw-2738: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc32~35;性能及用途:硬度均勻,切削性能和拋光性能較好,變形較小,用于大中型高韌性高拋光度模具,但可焊性一般,蝕紋易出現(xiàn)“梨花紋”。
⑹德國(guó)德威gsw-2711: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc35~38;性能及用途:高強(qiáng)度、高韌性、高光整度塑料模具鋼,具有良好的精光性能,適用于大中型及復(fù)雜塑料模具。
⑺奧地利百祿(bohler)m238:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc31~34;性能及用途:碳、錳含量偏高,鏡面拋光性能好,可進(jìn)行電蝕加工。
⑻法國(guó)阿塞洛(arcelor)sp2738:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:具有良好的加工工藝性,拋光性和皮紋加工性,用于大而厚的塑料模具。
⑼法國(guó)usinor clc2738:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:淬透性高,硬度均勻,具有良好的拋光、電蝕加工和皮紋加工性能,適于滲氮,用于大中型鏡面塑料模具。
⑽國(guó)產(chǎn)718(3cr2nimo,撫順特鋼3cr2nimnmo ,ft62): 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc29~34;性能及用途:淬透性高,綜合力學(xué)性能好,拋光性能好,用于特大型、大型復(fù)雜精密模具型腔、型芯。
⒊p21類模具鋼材(時(shí)效硬化塑料模具鋼)
⑴日本大同(daido steel)nak55、nak80: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc37~43;性能及用途:高硬度鏡面模具鋼,用于高精度鏡面模具。nak55切削加工性能好,nak80具有優(yōu)良的鏡面拋光性能
⑵韓國(guó)重工(株)ham-10:出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬hrc37~42;性能及用途:析出型硬化鋼,具有優(yōu)良的鏡面拋光性能,用于塑料透明部件(如汽車燈具、冰箱抽屜等)模具。
⑶國(guó)產(chǎn)nak80(撫順特鋼10ni3mncual,zft08,亦稱pms鋼):出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc36~43;性能及用途:時(shí)效硬化鋼,表面至中心硬度均勻;電蝕(電火花)加工性能優(yōu)良;由于是經(jīng)過特殊熔煉,所以具有優(yōu)良的鏡面拋光性能及蝕刻加工性能,用于有鏡面要求的塑料透明部件(如攝像機(jī)、收音機(jī)、音響設(shè)備、透明罩及膠片等)模具。
⒋420類模具鋼材(耐腐蝕鏡面塑料模具鋼):
參考成分(%):c:0.30~0.40;cr:12.0~14.0;si:≤1.20;mn:≤1.25;ni:≤0.60。
國(guó)標(biāo)鋼號(hào):3cr13或4cr13
⑴瑞典一勝百assab s136(uddeholm stavax esr):出廠狀態(tài)及參考硬度:退火215hb或預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:耐蝕性好,淬回火后有較高硬度,拋光性好。用于耐腐蝕性和要求較高的塑料模具。
⑵日本大同(daido steel)s-star: 出廠狀態(tài)及參考硬度:退火215hb或預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:具有高耐蝕性、高鏡面拋光性,熱處理變形小,用于耐蝕鏡面精密模具。
⑶德國(guó)葛利茲(groditz)w.1.2083 esr:出廠狀態(tài)及參考硬度:退火225hb或預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:①高光潔度;②良好的耐腐蝕性、耐磨性及機(jī)械加工性能;③淬透性質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,變形率低;④淬硬與回火狀態(tài)后的拋光性能為***佳;⑤抗熱應(yīng)力疲勞性能良好;⑥材質(zhì)均勻,高清凈度。適用于:①防腐蝕需求,含酸性塑料,例如:pvc;②醫(yī)療器械模具;③光學(xué)儀器模具,例如:光盤、透鏡等;④耐磨損模具。
⑷德國(guó)德威gs-083: 出廠狀態(tài)及參考硬度:退火230hb或預(yù)硬hrc30~35;性能及用途:用于抗腐蝕塑料模具。
⑸奧地利百祿(bohler)m310:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc31~34;性能及用途:用于有防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
⑹韓國(guó)重工(株)hems-1a:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc23~33;性能及用途:具有高鏡面拋光性能,用于彩管玻殼、pvc底盤等模具。
⑺國(guó)產(chǎn)s136(3cr13或4cr13,撫順特鋼ft64): 出廠狀態(tài)及參考硬度:退火至235hb或預(yù)硬hrc30~36;性能及用途:機(jī)械加工性能好,經(jīng)熱處理(淬火+回火)后具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,拋光性能、較高的強(qiáng)度和耐磨性,適宜制造承受高負(fù)荷、高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等,但補(bǔ)焊性能較差。
⑻國(guó)產(chǎn)fs136(4cr13siniv,撫順特鋼研發(fā)生產(chǎn)): 出廠狀態(tài)及參考硬度:退火至235hb或預(yù)硬hrc30~36;性能及用途:在國(guó)產(chǎn)s136(4cr13)的基礎(chǔ)上,微調(diào)v、ni含量,優(yōu)化合金配料,有效提高鋼材純凈度,較大幅度降低s、p含量,鋼錠經(jīng)均勻化處理,改善合金成分的均勻性,成品鋼材經(jīng)高溫回火作為***終熱處理,軟化硬度,改善組織,有效提高了耐腐蝕性能和鏡面拋光性能。適用于耐腐蝕性和鏡面拋光要求較高的塑料模具。
⒌高抗腐蝕類模具鋼材:
⑴日本大同(daido steel)g-star: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc31~34;性能及用途:耐腐蝕性優(yōu)良(屬于馬氏體系不銹鋼);被切削性優(yōu)良(易切削不銹鋼);出廠硬度達(dá)33hrc,可直接使用;經(jīng)淬火回火達(dá)高硬度化:48hrc(1030℃淬火)。主要用途:光盤用模胚;要求耐腐蝕的模板;怕生銹的有冷卻水孔模板;可取代鍍鉻模具;nak,px5的要求耐腐蝕的模腔。
⑵日本大同(daido steel)440c-esr: 出廠狀態(tài)及參考硬度:退火至269hb,可淬火回火至hrc 54~58;性能及用途:品質(zhì)穩(wěn)定(采用esr特殊熔煉);耐磨損優(yōu)良(熱處理硬度:56hrc);耐腐蝕性優(yōu)良(屬于馬氏體系不銹鋼)。主要用途:既要求耐磨損又要求耐腐蝕性的塑料模具鋼;半導(dǎo)體ic封口用塑料模具鋼;要求耐銹蝕模具配件。。
⑶法國(guó)usinor clc2316h:出廠狀態(tài)及參考硬度預(yù)硬hrc30~34;性能及用途:優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能,高的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性,用于耐腐蝕和需鏡面拋光的模具。
⑷德國(guó)葛利茲(groditz)w.1.2316 esr:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc29~34;性能及用途:①調(diào)質(zhì)預(yù)硬塑料模具鋼;②高光潔度;③優(yōu)良的耐腐蝕性;④優(yōu)良的拋光性;⑤良好的耐磨性、韌性;⑥抗熱應(yīng)力疲勞性能良好;⑦材質(zhì)均勻,高清凈度。適用于抗高酸性能的工模具。
⑸德國(guó)德威gsw-2316: 出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬至hrc31~34;性能及用途:具有優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能,用于高防腐蝕及需鏡面拋光的模具。
⑹奧地利百祿(bohler)m300:出廠狀態(tài)及參考硬度:預(yù)硬hrc31~34;性能及用途:用于高防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具。
⑺國(guó)產(chǎn)3cr17mo(高耐腐蝕超鏡面塑料模具鋼,撫順特鋼研發(fā)生產(chǎn)):出廠狀態(tài)及參考硬度:退火至285hb或預(yù)硬至hrc30~36;性能及用途:真空精煉加電渣重熔工藝,鋼質(zhì)純凈,耐磨性能高;適用于高防腐蝕及需要鏡面拋光的模具,特別適合pvc產(chǎn)品模具。
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