塑料模具材料的选择.doc

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1、模具材料选择原则作者:erss  发布日期:2008-09-0821/21（一）满足工作条件要求  　　1．耐磨性  　　坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。  　　硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。  　　1．强韧性  　　模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧

2、性。  　　模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。  　　2．疲劳断裂性能  　　模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。  　　模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。  　　3．高温性能  　　当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。  　　4．耐冷热疲劳性能  　　有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受

3、拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。  　　6．耐蚀性  　　有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。  　　（二）满足工艺性能要求  　　模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。 

4、 　　1．可锻性  　　具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。  　　2．退火工艺性  　　球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。  　　3．切削加工性  　　切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。  　　4．氧化、脱碳敏感性  　　高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。  　　5．淬硬性  　　淬火后具有均匀而高的表面硬度。  　　6．淬透性  　　淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。  　　7．淬火变形开裂倾向  　　常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。

5、常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。  　　8．可磨削性  　　砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。  　　（三）满足经济性要求  　　在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。  　　另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。塑料模具材料的选择目前，塑料制品日益广泛地应用于日常生活，其中注射成型技术约占80％。注射成型因其一次成型、尺寸精确、可带嵌件、生产率高、易于实

6、现现代化、后加工量少等特点广泛应用于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等诸多领域。塑料模具的选用，对于塑料工业生产能否收到好的经济效益非常关键，因此，模具设计者了解模具材料的基本要求和选择恰当的材料相当必要。塑料模具的工作条件与冷冲模不同，一般须在150°C-200°C下进行工作，除了受到一定压力作用外，还要承受温度影响。现根据塑料成型模具使用条件、加工方法的不同将塑料模具用钢的基本性能要求大致归纳如下：1．足够的表面硬度和耐磨性塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，经过热处理的模具应有足够的表面硬度，以保证模具有足够的刚度。模具在工作中由于塑料的填充和流动要承受较大的压应力和摩擦力，要

7、求模具保持形状的精度和尺寸精度的稳定性，保证模具有足够的使用寿命。模具的耐磨性取决于钢材的化学成分和热处理硬度，因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。2．优良的切削加工性大多数塑料成型模具，除EMD加工外还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命，提高切削性能，减少表面粗糙度，塑料模具用钢的硬度必须适当。3．良好的抛光性能高品质的塑料制品，要求型腔表面的粗糙度值小。例如，注塑21/21模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0