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模具型芯型腔材料

更新时间:2020-05-29 04:15
 

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  如何选择塑料模具型腔及零部件用模具钢材? 如何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) 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 400mm, 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、 含量, P 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。 ▲GMT-718 0.5 ~ 3.2mm HRC 28~30 大型家电、玩具、通信、电子、 运动器材等塑料产品模具钢。塑料射出模、耐热模、抗腐蚀模,切削性、 蚀花性良好,研磨后表面光泽性优良,使用寿命长。 预热温度 250~300℃ 后热温度 400~500℃,作多层焊补时,采用后退法焊补,较不易产生融合不 良及等缺陷。 ▲GMT-738 0.5 ~ 3.2mm HRC 32~35 半透明及需有表面光泽之塑料 产品模具钢,大型模具,产品形状复杂及精度高之塑料模用钢。塑料射出 模、耐热模、抗腐蚀模、蚀花性良好,具备优良加工性 能,易切削抛光和 电蚀,韧性及耐磨性佳。预热温度 250~300℃后热温度 400~500℃,作多层 焊补时,采用后退法焊补,较不易产生融合不良及等缺陷。 ▲GMT-P20Ni 0.5 ~ 3.2mm HRC 30~34 塑料射出模、耐热模(铸铜 模) 以焊接裂开敏感性低的合金成份设计, 。 含镍约 1%, 适合 PA、 POM、 PS、 PE、PP、ABS 塑料,具良好之抛光性,焊后无气孔、 裂纹,打磨后有良好之 光洁度,经真空脱气,锻造后,预硬至 HRC 33 度,断面硬度分布均一,模 具寿命达 300,000 以上。预热温度 250~300℃后热温度 400~500℃,作多层 焊补时,采用后退法焊补,较不易产 生融合不良及等缺陷。 ▲GMT-NAK80 0.5 ~ 3.2mm HRC 38~42 塑料射出模、镜面钢。高硬 度,镜面效果特佳,放电加工性良好,焊接性能极好,研磨后,光滑如镜, 为世界最进步,最优秀塑模钢,加入易削元素,切削加 工容易,具高强韧 性及耐磨不变形特性,适合各种透明塑料产品之模具钢。预热温度 300~400℃ 后热温度 450~550℃,作多层焊补时,采用后退法焊补,较不易产生融合不 良及等缺陷。 ▲GMT-S136 0.5 ~ 1.6mm HB~400 塑料射出模,抗腐蚀、渗透性良 好。高纯度、高镜面度,抛光性良好,抗锈防酸能力极佳,热处理变型少, 适合 PVC、PP、EP、PC、PMMA 塑料,耐腐蚀及容易加 工之模件及夹具,超 镜面耐蚀精密模具,如橡胶模具、照相机部件、透镜、表壳等。 一套塑料模具模仁材料选择的好坏,直接关系到模具的使用寿命和模具的价格,怎么根据产品选择 模仁材料才合理呢? 从塑料产品的生产上来说,产品的需求量小,选择好的模仁材料,模具成本就增加了,对于公司来 说就增加了成本支出,是一种浪费,产品的需求量大,选择差的模仁材料,达不到产量要求,模具就报废 了,需要重新开模具,生产效率上不去,同样增加了模具成本。 要想合理选择模仁材料,就要先了解模具常用的模仁材料和模仁材料的特性,下面根据自己实际的 工作经验总结归纳如下: 在塑胶注塑模具中, 比较长用的模仁材料是: P20、 738、 738H、 718、 718H、 NAK80、 2316、 2316A、 S136 等,加硬模具用的材料是 2344、8407、SKD11、SKD61 等。 以下简要介绍一下模仁材料的一般用途: 1) P20:一般适用于要求高硬度、高韧性及耐磨性的塑胶模具,氮化后可提高模具的寿命,适用于 PS、PE、PP、ABS 等未添加防火阻燃的热塑性塑料,在模具当中是比较常用的模仁材料,同时它的价格 也比较低。 2) 738: P20 的各种性能都有所提高, 比 738H 又比 738 的效果更好, 同时相应提高了模具的寿命。 3) NAK80: 电火花加工及抛光性能都比较优良, 一般在做透明度要求较高的塑料产品中比较常用。 4) 2316:适合高酸性塑料的模具,具有高的光洁度和高的防酸性,一般常用在成型 PVC 的塑胶材 料的模具中。 5)2344:一般用在塑胶硬模,它的模具寿命可以达到 100 万次,但由于模具的成本比较高,适用在 产品产量比较大的塑料产品中。8407、SKD11 等硬模材料亦是如此。 以上就是在塑料模具中型芯的常用材料,供大家在需要开新的模具时根据自己的产品需求选择一种 合适的型芯材料做个参考,希望能为您公司生产效率的提高,生产成本的降低提供一个帮助。

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