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1、武汉软件工程职业学院机械制造工程系模具材料第五章塑料模具材料塑料模具材料5．1塑料模具的工作条件、失效形式与性能要求5．2塑料模具材料的选用5.2.1渗碳型塑料模具钢5.2.2调质型塑料模具钢5.2.3淬硬型塑料模具钢5.2.4预硬型塑料模具钢5.2.5时效硬化型塑料模具钢5.2.6耐蚀塑料模具钢5.2.7其它塑料模具材料5．3塑料模具钢的选用及热处理塑料模具材料随着塑料制品在工业及日常生活中的应用越来越广泛,塑料模具工业对模具钢的需求也越来越大。在塑料成型加工中,模具的质量对产品质量的保证作用是不言而喻的。塑料模具目前已向精密化、大型化和多腔化的方向发展,对塑料模具钢的
2、性能的要求越来越高,塑模钢的性能应根据塑料种类、制品用途、生产批量、尺寸精度和表面质量的要求而定。塑料模具材料5.1.1塑料模具的分类与工作条件（1）塑料模具的分类按照塑料制品的原材料的性能和成型方法，可以把塑料模具分为两大类：①热固性塑料模②热塑性塑料模：5.1塑料模具的工作条件、失效形式与性能要求按照成型方式的不同，可以把塑料模分为：①注射成型模；②压缩成型模；③挤压成型模；④气动成型模。塑料模具材料（2）塑料模的工作条件①热固性塑料压缩模：热固性塑料压缩模的工作温度一般为160-250℃,工作时型腔承受的压力大，一般为160-200MPa,个别要达到600MPa。工
3、作时型腔面易磨损，并承受一定的冲击负荷和腐蚀作用。用这类模具压制各种胶木粉制作时，在原材料中加入一定量的粉末填充剂，并在热压状态下成型，所以热负荷和机械负荷都较大，而填充剂致使型腔磨损也较严重。塑料模具材料②热塑性塑料注射模：热塑性塑料注射模的工作温度在180℃以下，承受的工作压力和磨损不像在压缩模那么严重，有些塑料在加热以后的熔融状态能分解出HCl和HF气体，对模具型腔面有较大的腐蚀性。塑料在加热成型时一般不含固体填充料或含固体填充料的很少，所以，注入型腔时对型腔磨损小。如果含有玻璃纤维填料，则大大加剧对流道和型腔的磨损。塑料模具材料5.1.2塑料模具的失效形式塑料模具
4、的失效形式主要有磨损，腐蚀，变形和断裂等。①磨损：热固性塑料对模具表面产生严重摩擦，结果导致模具表面拉毛，粗糙度变大而失去光泽，这会影响塑料制品的外观质量。在此情况下，模具应定期卸下抛光，经过多次抛光后，型腔尺寸将会超差而失效。特别是塑料中含有云母粉，硅砂，玻璃纤维等固体有机填料时，会明显加剧型腔的磨损，不仅会使型腔表面粗糙度值增加，也会使模具型腔尺寸变化。塑料模具材料②腐蚀：塑料模受腐蚀后将会导致模具表面的腐蚀磨损，从而加剧其磨损效应。③变形：模具在持续受热，受压条件下工作后，会发生局部塑性变形而实效，例如：生产中常用的渗碳钢或碳素工具钢制胶木模，在菱角处受负荷最大而产
5、生塑性变形，出现表面起皱，凹陷，麻点甚至棱角塌歪等；或者分型面变形间隙扩大导致飞边增大而使塑件报废。如果是小型模具在大吨位压力机上超载使用，更容易出现这种失效形式。塑料模具材料④断裂：塑料模多数形状复杂。存在许多凹角，薄边等。这些部位易造成应力集中，当韧性不足时，就会导致开裂。断裂的主要原因是由于结构，温差而产生的结构应力，热应力，或因回火不足，在使用温度下，残余奥氏体转变为马氏体，引起的局部体积膨胀，在模具内部产生的组合应力所致。塑料模具材料5.1.3对塑料模具材料的性能要求①较高的耐热性：②足够的强度和硬度③良好的耐磨性④良好的耐蚀性⑤良好的切削加工性⑥良好的镜面抛光
6、率⑦良好的电加工性⑧良好的花纹图案光蚀性塑料模具材料5.2塑料模具用钢5.2.1塑料模具用钢的分类类别牌号类别牌号渗碳型20，20Cr，20Mn，12CrNiMo，DT1，DT2,0Cr4NiMoV预硬型3Cr2Mo，5NiSCa，4Cr5MnSiV，Y20CrNi3AlMnMo（SM2），Y55CrNiMnMoV(SM1)，8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）调质型45,50,55,40Cr，40Mn，50Mn，4Cr5MoSiV，38CrMoAlA耐蚀型3Cr13,2Cr13，Cr16Ni4Cu3N1（PCR）1Cr18Ni9,3Cr17Mo，0Cr17Ni4Cu4N
7、b（17-4PH）淬硬型T，T，T,5CrNiMo，9SiCr,9CrWMn,GCr15,3Cr2W8V,Cr12MoV,45CrNiMoVSi,6CrNiSiMnMoV(CD)实效硬化型18Ni140,18Ni170,1Ni210,10Ni3MnCuAl(PMS),18Ni9Co,06Ni16MoVTiAl,25CrNi3MoAl表1塑料模具用钢分类塑料模具材料5.2.2渗碳型塑料模具用钢渗碳型塑料模具用钢主要用于冷挤压成型的塑料模。为了便于冷挤压成型，这类钢在退火态需有高的塑性和低的变形抗力，成型复杂型腔时，退火硬度要低于
