塑料注塑模具適用于哪些范圍

隨著塑料產量的提高和應用領域的擴大,對塑料模具提出了越來越高的要求,促進了塑料模具的不斷發展。目前塑料模具正朝著高效率、高精度、高壽命方向發展,推動了塑料模具材料迅速發展。

我國目前用于塑料模具的鋼種,可按鋼材特性和使用時的熱處理狀態分類:

1、滲碳型:20,20Cr,20Mn,12CrNi3A,20CrNiMo

2、預硬:Cr2Mo,Y20CrNi3AlMnMo(SM2),5NiSCa,Y55CrNiMnMoV(SM1),4Cr5MoSiVS,8Cr2Mn-WMoVS(8CrMn)

3、調質型:45,50,55,40Cr,40Mn,50Mn,S48C,4Cr5MoSiV,38CrMoAlA

4、耐蝕型:3Cr13,2Cr13,Cr16Ni4Cu3Nb(PCR),1Cr18Ni9,3Cr17Mo,0Cr17Ni4Cu4Nb(74PH)

5、淬硬型:T7A,T8A,T10A,5CrNiMo,9SiCr,9CrWMn,GCr15,3Cr2W8V,Cr12MoV,45Cr2NiMoVSi,6CrNiSiMnMoV(GD)

6、時效硬化型:18Ni140級18Ni170級,,18Ni210級,10Ni3MnCuAl(PMS),18Ni9Co,06Ni16MoVTiAl,25CrNi3MoAl

一、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形的塑料模。為了便于冷擠壓成形,這類鋼在退 火態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含碳量,為了提高模具的耐磨性,這類鋼在冷擠壓成形后一般都進行滲碳和淬回火處理,表面硬度可達58~62HRC。 此類鋼國外有專用鋼種,如瑞典的8416、美國的P2和P4等。國內常采用工業純鐵(如DT1和DT2)、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼,以及國內最新研制的冷成形專用鋼 0Cr4NiMoV(LJ)。

二、淬硬型塑料模具用鋼

(一)常用鋼種及熱處理

常用的淬硬型 塑料模具鋼 有: 碳素工具鋼 (如T7A、T8A)、低合金冷作模具鋼(如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV鋼)、Cr12型鋼(如Cr12MoV鋼)、高速鋼(如W6Mo5Cr4V2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(少數采用中溫回火或高溫回火),熱處理后的硬度通常在45~50HRC以上。

(二)實際應用

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低合金冷作模具鋼主要用于制造尺寸較大、形狀較復雜和精度較高的塑料模Cr12型鋼適于制造要求高耐磨性的大型、復雜和精密的塑料模W6Mo5Cr4V2鋼適于制造要求強度高和耐磨性好的塑料模 熱作模具鋼 適合于制造有較高強韌性和一定耐磨性的塑料模。

另外,GD鋼也是近年新推廣使用的一種淬硬型 塑料模具鋼 。由于該鋼強韌性高、淬透性和耐磨性好,淬火變形小,價格低,用此鋼取代Cr12MoV鋼或基體鋼制造大型、高耐磨、高精度塑料模,不僅降低了成本,而且提高了模具的使用壽命。

三、預硬型塑料模具用鋼

所謂預硬鋼就是供應時已預先進行了熱處理,并使之達到模具使用態硬度。這類鋼的特點是在硬度30~40HRC的狀態下可以直接進行成形車削、鉆孔、銑削、雕刻、精銼等項加工,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。

我國近年研制的預硬化型塑料模具鋼,大多數是以中碳鋼為基礎,加入適量的鉻、錳、鎳、鉬、釩等合金元素制成。為了解決在較高硬度下切削加工難度大的問題,通過向鋼中加入硫、鈣、鉛、硒等元素,以改善切削加工性能,從而制得易切削預硬化鋼。有些預硬化鋼可以在模具加工成形后進行滲氮處理,在不降低基體使用硬度的前提下使模具的表面硬度和耐磨性顯著提高。

四、時效硬化型塑料模具鋼

此類鋼的共同特點是含碳量低、合金度較高,經高溫淬火(固溶處理)后,鋼處于軟化狀態,組織為單一的過飽和固溶體。但是將此固溶體進行時效處理,即加熱到某一較低溫度并保溫一段時間后,固溶體中就會析出細小彌散的金屬化合物,從而造成鋼的強化和硬化。并且,這一強化過程引起的尺寸、形狀變化極小。因此,采用此類鋼制造塑料模具時,可在固溶處理后進行模具的機械成形加工,然后通過時效處理,使模具獲得使用狀態的強度和硬度,這就有效地保證了模具最終尺寸和形狀的精度。

此外,此類鋼往往采用真空冶煉或電渣重熔,鋼的純凈度高,所以鏡面拋光性能和光蝕性能良好。這一類鋼還可以通過鍍鉻、滲氮、離子束增強沉積等表面處理方法來提高耐磨性和耐蝕性。

五、耐蝕塑料模具鋼PCR

0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)鋼屬析出硬化 不銹鋼 ,硬度為32~35HRC時可進行切削加工。該鋼再經460~480℃時效處理后,可獲得較好的綜合力學性能。

六、其它塑料模具材料

(一)銅合金

用于塑料模材料的銅合金主要是鈹青銅,如ZCuBe2、ZCuBe2.4等。一般采用鑄造方法制模,不僅成本低,周期短,而且還可制出形狀復雜的模具。鈹青銅可通過固溶—時效強化,固溶后合金處于軟化狀態,塑性較好,便于機械加工。經時效處理后,合金的抗拉強度可達1100~1300MPa,硬度可達40~42HRC。鈹青銅適用于制造吹塑模、注射模等,以及一些高導熱性、高強度和高耐腐蝕性的塑料模。利用鈹青銅鑄造模具可以復制木紋和皮革紋,可以用樣品復制人像或玩具等不規則的成型面。

(二) 鋁合金

鋁合金 的密度小,熔點低,加工性能和導熱性都優于鋼,其中鑄造鋁硅合金還具有優良的鑄造性能,因此在有些場合可選用鑄造鋁合金來制造塑料模具,以縮短制模周期,降低制模成本。常用的鑄造鋁合金牌號有ZL101等,它適于制造要求高導熱率,形狀復雜和制造周期短的塑料模具。形變鋁合金Lcq也是用于塑料模制造的鋁合金之一,由于它的強度比ZL101高,可制作要求強度較高且有良好導熱性的塑料模。

(三)鋅合金

用于制作塑料模具的鋅合金大多為Zn-4Al-3Cu共晶型合金,注塑模具

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