塑料模具用钢及选用(二)课件.ppt

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1、知识回顾1、塑料模具用钢种类。２、渗碳型塑料模具用钢（ＬＪ、12CrNi3A）。３、淬硬型塑料模具用钢４、预硬型塑料模具用钢（Ｐ２０系列、5NiSCa、8Cr2MnWMoVS、SM１）第二节　塑料模具用钢及选用(二)4.时效硬化型塑料模具用钢此类钢的共同特点是含碳量低、合金度较高，经高温淬火(固溶处理)后，钢处于软化状态，组织为单一的过饱和固溶体。但是将此固溶体进行时效处理，即加热到某一较低温度并保温一段时间后,固溶体中就会析出细小弥散的金属化合物，从而造成钢的强化和硬化。并且，这一强化过程引起的尺寸、形状变化极小。因此，采

2、用此类钢制造塑料模具时，可在固溶处理后进行模具的机械成形加工，然后通过时效处理，使模具获得使用状态的强度和硬度。这就有效地保证了模具最终尺寸和形状的精度。此类钢采用真空冶炼或电渣重熔，钢的纯净度高，所以镜面抛光性能和光蚀性能良好,这可以通过镀铬、渗氮、离子束增强沉积等表面处理方法来提高耐磨性和耐蚀性。下面介绍几种时效硬化型塑料模具用钢。(1)18Ni类钢这类钢属于低碳马氏体时效钢，其成分和力学性能见下表。这类钢的屈服强度有1400MPa，1700MPa，2100MPa三个级别，可分别简写为18Ni140级、18Ni170级和

3、18Ni210级，也分别对应国外的18Ni250级、18Ni300级和18Ni350级。18Ni马氏体时效钢中起时效硬化作用的合金元素是钛、铝、钴、钼。杂质对马氏体时效硬化钢的性能影响很大，对屈服强度较高的钢影响效果更明显;所以对170级以上的钢都要经过真空冶炼，减少杂质、偏析和钢锭中的含气量，以保证钢有较好的韧性和抗疲劳性能。在18Ni钢中，碳对钢的强度影响很大，即使含极少量碳元素，也会使马氏体强度显著提高。例如，不含碳的Fe-Ni马氏体屈服强度为300MPa，而加入质量分数为0.02%的碳元素后，马氏体的屈服强度会急增至

4、700MPa。但若把碳的质量分数增至0.03%以后，又会降低钢的屈服强度。所以，马氏体时效钢的碳质量分数不宜超过0.03%。18Ni钢中的硫元素是有害的。硫以硫化物形式存在于钢内，并沿热轧方向分布，导致钢的各向异性，因此要求尽量降低18Ni钢中的含硫量。18Ni中加入大量的镍，主要作用是保证固溶体淬火后能获得单一的马氏体，其次Ni与Mo作用形成时效强化相Ni3Mo，当镍的质量分数超过10%时，还能提高马氏体时效钢的断裂韧度。18Ni类低碳马氏体时效钢主要制造高精度、超镜面、型腔复杂、大截面、大批量生产的塑料模具。但这类钢价格

5、昂贵，应用受到限制。(2)06Ni6CrMoVTiAl(06Ni)钢此钢属于低镰马氏体时效钢，价格比18Ni类马氏体时效硬化钢低得多。06Ni钢的突出优点是热处理变形小，时效处理后的变形量仅为0.02%~0.05%，井且纵、横方向变形量相近，这是高碳钢和易切削钢所不及的。固溶处理后硬度为25~28HRC。在此硬度时的切削性能和抛光性能都很好。经过机械加工成形及钳工修理和抛光后进行时效处理。时效后的硬度为43~48HRC，变形在0.05%之内，此时具有良好的综合力学性能和一定的耐蚀性能，并且可以渗氮、镀铬。此种钢制造模具，容易

6、机械加工，热处理工艺简单，操作方便，模具使用寿命长。在机械加工前，必须经固溶处理，以降低硬度，便于加工。机械加工成型后，再进行时效处理，以达到所要求的使用性能。该钢适于制造精度比较高又必须淬硬(>40HRC)的精密塑料模具，并可简化模具制造工艺，节约20%~40%工时，寿命比40Cr、T10钢塑料模提高2倍以上。(3)10Ni3CuAlMoS(PMS)钢PMS钢是一种新型的镍铜铝系时效硬化型镜面塑料模具钢。热处理后获得贝氏体、马氏体双相组织，具有良好的冷热加工性能和良好的综合力学性能，淬透性好，热处理变形小，热处理工艺简便，

7、并且适宜进行表面强化处理。PMS钢在硬度为28~35HRC时切削加工性能优越，镜面抛光性和图案蚀刻性也很好，所以适合制作透明塑料和各种热塑性塑料成型模具。PMS钢有良好的锻造性能，锻后经过840~850°C加热保温空淬固溶处理，再经不同温度时效，可获得良好的力学性能，见下表。PMS钢的变形率很小，总变形率接近马氏体时效钢，小于Crl2MoV等合金工具钢。PMS钢中含合金元素铝。铝和氮有极好的化合能力，因此PMS钢的渗氮能力强;并且时效温度和渗氮温度极为接近，在渗氮处理的同时也进行了时效处理。渗氮后，模具表面硬度提高，因此，增

8、强了耐磨性和抗粘着性。PMS钢还有可逆回火时效特性，在650°C高温回火软化后硬度下降。此时，钢材有极好的塑性，可进行高精度型腔的挤压成形，然后再经过时效处理，仍可得到较高的强度和硬度。PMS钢还有良好的焊接性能，为模具补焊修复提供很大方便。(4)25CrNi3MoAl钢此钢为Ni-Mo-