1、8 81 1 塑料模具的工作條件與性能要求塑料模具的工作條件與性能要求 8 81 11 1 塑料模具材料的使用性能要求塑料模具材料的使用性能要求 8 81 12 2 塑料模具材料的工藝性能要求塑料模具材料的工藝性能要求8 82 2 塑料模具材料的選用塑料模具材料的選用 8 82 21 1 滲碳型塑料模具用鋼滲碳型塑料模具用鋼 8 82 22 2 淬硬型塑料模具用鋼淬硬型塑料模具用鋼 8 82 23 3 預(yù)硬型塑料模具用鋼預(yù)硬型塑料模具用鋼 8 82 24 4 時(shí)效硬化型塑料模具鋼時(shí)效硬化型塑料模具鋼 8 82 25 5 耐蝕塑料模具鋼耐蝕塑料模具鋼 8 82 26 6 其它塑料模具材料其它塑料

2、模具材料8 83 3 塑料模具的熱處理及實(shí)例塑料模具的熱處理及實(shí)例 8 83 31 1 塑料模具的制造工藝路線塑料模具的制造工藝路線 8 83 32 2 塑料模具的熱處理特點(diǎn)塑料模具的熱處理特點(diǎn) 8 83 33 3 塑料模的表面處理塑料模的表面處理第第8 8章章 塑料模具鋼及其熱處理塑料模具鋼及其熱處理目錄重點(diǎn)重點(diǎn)1.了塑料模具材料的服役條件、失效特點(diǎn)和性能要求2.合理地選擇塑料模具材料及熱處理工藝 8.1 8.1 塑料模具的工作條件與性能要求塑料模具的工作條件與性能要求塑料模具材料應(yīng)具有的性能包括使用性能和工藝性能兩方面。 8.1.1 8.1.1 塑料模具材料的使用性能要求塑料模具材料的使用

3、性能要求 1.硬度、耐磨性和耐蝕性 2.強(qiáng)度、韌性和疲勞強(qiáng)度 3.耐熱性 4.尺寸穩(wěn)定性5.導(dǎo)熱性 8.1.2 8.1.2 塑料模具材料的工藝性能要求塑料模具材料的工藝性能要求 1.切削加工性和表面拋光性 2.塑性加工性 3.電加工性 4.熱處理工藝性 5.表面處理工藝性 6.表面刻蝕性能和鏡面加工性能 7.焊接性能 8.2 8.2 塑料模具材料的選用塑料模具材料的選用 1.模具材料選擇的基本要求模具材料選擇的基本要求 （1）綜合性能優(yōu)良 模具材料應(yīng)具有一定的硬度和耐磨性，使模具在特定的工作條件下能夠保持其形狀和尺寸的穩(wěn)定;應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，既能承受一定的高壓又能承受一定沖擊載荷的作用;

4、應(yīng)具有一定的抗熱性能，包括一定的熱強(qiáng)性和熱硬性、熱穩(wěn)定性、熱疲勞抗力和抗粘著性等，以承受模具工作時(shí)因強(qiáng)烈的摩擦而產(chǎn)生的局部高溫。 （2）工藝性能良好 所選用的模具材料應(yīng)具有良好的冷、熱加工性能及熱處理工藝性能，制造簡單，加工方便，能夠保證供應(yīng)且經(jīng)濟(jì)性合理等。 2.模具材料選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素模具材料選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素 （1）模具的工作條件 包括承載力的大小、速度（沖擊狀況）、工作溫度及腐蝕情況等。 （2）模具的失效形式塑性變形失效、磨損失效及斷裂失效。 （3）模具所加工的產(chǎn)品 批量的大小、質(zhì)量的高低、材質(zhì)的好壞 （4）模具的結(jié)構(gòu)模具的大小、形狀、模具工件的工作性質(zhì)等。模具的工作工件所用的材料應(yīng)該

5、比其他工件所用的材料好。 （5）模具的制造工藝 （6）現(xiàn)有的設(shè)備及技術(shù)水平 8.2.1 8.2.1 滲碳型塑料模具用鋼滲碳型塑料模具用鋼 滲碳型塑料模具用鋼主要用于冷擠壓成型的塑料模具。為了便于冷擠壓成型，這類鋼在退火時(shí)必須有高的塑性和低的變形抗力，因此，對這類鋼要求有低的或超低的碳含量，為了提高模具的耐磨性，這類鋼在冷擠壓成型后一般都進(jìn)行滲碳和淬火、回火處理，表面硬度可達(dá)5862HRC。 介紹兩個(gè)典型鋼種。 0Cr4NiMoV(LJ)鋼 12CrNi3A鋼 8.2.2 8.2.2 淬硬型塑料模具用鋼淬硬型塑料模具用鋼 1. 1.常用鋼種及熱處理常用鋼種及熱處理 常用的淬硬型塑料模具用鋼有碳素

6、工具鋼、低合金冷作模具鋼、Cr12型鋼、高速鋼、基體鋼和某些熱作模具鋼等。這些鋼的最終熱處理一般是淬火和低溫回火(少數(shù)采用中溫回火或高溫回火)，熱處理后的硬度通常在45HRC以上。 2. 2.實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用 碳素工具鋼僅適于制造尺寸不大，受力較小，形狀簡單以及變形要求不高的塑料模具;低合金冷作模具鋼主要用于制造尺寸較大、形狀較復(fù)雜和精度較高的塑料模具;Cr12 型鋼適于制造要求高耐磨性的大型、復(fù)雜和精密的塑料模具;熱作模具鋼適于制造有較高強(qiáng)韌性和一定耐磨性的塑料模具。 另外，GD鋼也是近年新推廣使用的一種淬硬型塑料模具鋼。該鋼強(qiáng)韌性高、淬透性和耐磨性好，淬火變形小，價(jià)格低，用其取代Cr12M

7、oV鋼或基體鋼制造大型、高耐磨、高精度塑料模具，不僅降低了成本，而且提高了模具的使用壽命。 8.2.3 8.2.3 預(yù)硬型塑料模具用鋼預(yù)硬型塑料模具用鋼 所謂預(yù)硬鋼就是供應(yīng)時(shí)已預(yù)先進(jìn)行了熱處理，并使之達(dá)到模具使用態(tài)硬度的鋼。這類鋼的特點(diǎn)是在硬度3040HRC的狀態(tài)下可以直接進(jìn)行成型車削、鉆孔、銑削、雕刻、精銼等加工，精加工后可直接交付使用，這就完全避免了熱處理變形的影響，從而保證了模具的制造精度。 介紹幾種典型預(yù)硬型塑料模具用鋼。 3Cr2Mo（P20）鋼 3Cr2NiMo（P4410）鋼 8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）鋼 5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）鋼 Y55CrNiMn

8、MoV（SM1）鋼 8.2.4 8.2.4 時(shí)效硬化型塑料模具用鋼時(shí)效硬化型塑料模具用鋼 時(shí)效硬化型塑料模具用鋼的共同特點(diǎn)是碳含量低、合金度較高，經(jīng)高溫淬火(固溶處理)后，鋼處于軟化狀態(tài)，組織為單一的過飽和固溶體。 采用此類鋼制造塑料模具時(shí)，可在固溶處理后進(jìn)行模具的機(jī)械成型加工，然后通過時(shí)效處理，使模具獲得使用狀態(tài)的強(qiáng)度和硬度，這就有效地保證了模具最終尺寸和形狀的精度。 介紹幾種時(shí)效硬化型塑料模具用鋼。 25CrNi3MoAl鋼 18Ni類鋼 06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）鋼 10Ni3MnCuAlMoS（PMS）鏡面塑料模具鋼 Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼 8.2.5

9、8.2.5 耐蝕型塑料模具用鋼耐蝕型塑料模具用鋼 0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)鋼屬于析出硬化不銹鋼，硬度為3235HRC時(shí)可進(jìn)行切削加工。該鋼再經(jīng)460480時(shí)效處理后，可獲得較好的綜合力學(xué)性能。 8.2.6 8.2.6 其他塑料模具材料其他塑料模具材料 1.銅合金 2.鋁合金 3.鋅合金 8.3 8.3 塑料模具的熱處理及實(shí)例塑料模具的熱處理及實(shí)例 選用不同品種鋼做塑料模具，其化學(xué)成分和力學(xué)性能各不相同，因此制造工藝路線不同；同樣，不同類型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的。8.3.1 8.3.1 塑料模具的制造工藝路線塑料模具的制造工藝路線 1. 1.低碳鋼及低碳合金鋼制模具低碳

10、鋼及低碳合金鋼制模具 例如 20，20Cr，20CrMnTi鋼的工藝路線為: 下料鍛造模坯退火機(jī)械粗加工冷擠壓成型再結(jié)晶退火機(jī)械精加工滲碳淬火、回火研磨拋光裝配。 2. 2.高合金滲碳鋼制模具高合金滲碳鋼制模具 例如 12CrNi3A，12CrNi4A鋼的工藝路線為: 下料鍛造模坯正火并高溫回火機(jī)械粗加工高溫回火精加工滲碳淬火、回火研磨拋光裝配。 3. 3.調(diào)質(zhì)鋼制模具調(diào)質(zhì)鋼制模具 例如 45，40Cr鋼的工藝路線為: 下料鍛造模坯退火機(jī)械粗加工調(diào)質(zhì)機(jī)械精加工研磨拋光裝配。 4.4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具碳素工具鋼及合金工具鋼制模具 例如T7AT10A，9CrWMn，9SiCr鋼的工藝路

11、線為: 下料鍛造模坯球化退火機(jī)械粗加工去應(yīng)力退火機(jī)械半精加工機(jī)械精加工淬火、回火研磨拋光裝配。 5.5.預(yù)硬鋼制模具預(yù)硬鋼制模具 例如 5NiSiCa，3Cr2Mo（P20）鋼。對于直接使用棒料加工的，因其已進(jìn)行了預(yù)硬化處理，故可在加工成型后直接拋光、裝配。對于要改鍛成坯料后再加工成型的，其工藝路線為: 下料改鍛球化退火刨或銑六面預(yù)硬處理（3442HRC）機(jī)械粗加工去應(yīng)力退火機(jī)械精加工研磨拋光裝配。 8.3.1 8.3.1 塑料模具的制造工藝路線塑料模具的制造工藝路線 8.3.2 8.3.2 塑料模具的熱處理特點(diǎn)塑料模具的熱處理特點(diǎn) 1.滲碳鋼塑料模具的熱處理 2.淬硬鋼塑料模具的熱處理 3.預(yù)硬鋼塑料模具的熱處理