1116第四章 塑料模具用钢

第四章塑料模具用钢当前，生产、生活中应用较多的除金属制品外，相当数量的是塑料制品，如塑料盆、茶杯、玩具甚至汽车等，这些都需要用模具对其成型、加工。随着塑料品种的多样化，其性能要求增高，对模具材料也提出了更高的要求漂亮的塑料制品塑料模工作条件、失效形式及性能要求工作条件分类：热固性塑料模：压缩模、传递模、注射模常用材料：酚醛塑料（胶木）、氨基聚酯、环氧树脂等热塑性塑料模：注射成型、挤出成型常用材料：聚酰胺、聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯特点：在一定压力下，模内成型冷却后可保持已成形形状，如再次加热又可软化熔融成型工作条件热固性塑料压缩模工作温度较高（160～250℃）工作压力较大（＞160MPa，最高达600MPa)有填充剂的型腔已磨损，有冲击载荷和腐蚀热塑性塑料注射模工作温度较低（＜150℃）承受工作压力、磨损比热固性塑料压缩模轻腐蚀：加热时塑料分解，放出腐蚀性气体失效形式：磨损及腐蚀磨损：在型腔中加入固体填充剂（尤其是玻璃纤维）会增加磨损腐蚀：加热会使塑料分解，产生腐蚀性气体塑性变形：长期受热、受压，会产生塑性变形，从而产生失效断裂：当模具韧性不足时，会产生应力集中，导致模具断裂性能要求使用性能要求：足够的强度、硬度，良好的耐磨性和耐蚀性，足够的韧性，较好的耐热性和尺寸稳定性、导热性工艺性能要求：锻造性能：低碳钢具有较好的可锻成型性机加工性能：型腔需机加工成型、切削、磨削，主要使用中碳钢焊接性能：利用补焊进行修复，低碳钢较好热处理工艺性：足够的淬透性、淬硬性塑料模具钢及选用塑料模具用钢的种类塑料模具用钢分类冷作模具钢分类按用途分按性能分按温度分钢号锤锻模用钢高韧性热模钢低耐热模具钢（≤350~370℃）5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi热锻模、热挤压模用钢高热强热模钢中耐热模具钢（550~600℃）4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi高耐热模具钢（580~650℃）3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、4Cr3Mo3SiV、5Cr4W5Mo2V压铸模用钢高热强热模钢中耐热模具钢4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi高耐热模具钢3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V热冲裁模用钢高耐磨热模钢低耐热模具钢8Cr3、7Cr3热作模具钢的分类塑料模具用钢的成分、性能特点渗碳型塑料模具用钢用途：主要用于冷挤压成型塑料模性能：型腔较复杂，模具成型性要好，用低碳钢；同时型腔内部要求耐磨，需要提高含碳量，增加硬度，需要渗碳+淬火+回火主要用钢：除采用低碳及低碳合金钢外，还有0Cr4NiMoV(LJ)成分：含碳量较低，其塑变抗力小，易成型Cr、Ni、Mo的加入，可提高淬透性；V可细化晶粒；合金元素增加，会提高渗碳效果工艺性能：锻造：始锻温度（≥1200℃），终锻温度（＞900℃）热处理：完全退火，渗碳（930℃），淬火（850~870℃）+回火（200~220℃）12CrNi3A成分：Cr、Ni可增加淬透性，提高了渗碳能力，增加强韧性工艺性能：锻造：加热温度（1200℃）、始锻温度（1150℃）、终端温度（＞850℃）热处理：退火（软化，740~760℃）、正火（870~900℃）、渗碳（900℃）、淬火（800~850℃）+低温回火淬硬型塑料模具用钢用途：主要用于负荷较大的热固性塑料模和注射模性能：表面要求高耐磨性，基体有较高强度、韧性及硬度常用钢：•碳素工具钢：T7A、T10A仅适于制造尺寸不大、受力较小且形状简单的凹模•低合金冷作模具钢：9SiCr、CrWMn、9Mn2V尺寸较大、形状复杂和精度较高的塑料模具•Cr12型：Cr12、Cr12MoV高耐磨的大型复杂和精密的塑料模•高速钢：W6Mo5Cr4V2高强度、高耐磨性•高强韧低合金冷作模具钢：6CrNiSiMnMoV（GD）可代替Cr12MoV此钢性能好（强韧、耐磨、变形小）、成本低•热作模具钢：45Cr2、3Cr2W8V具有高强韧性和一定的耐磨性热处理：淬火+低温回火，硬度45~50HRC习题1各类塑料模的工作条件如何？塑料模的失效形式主要有哪些？2各类塑料模对所使用的材料应有哪些基本性能要求？3如何评价塑料模的寿命？影响塑料模寿命的因素有哪些？4制造塑料模的传统钢种有哪些？主要存在什么缺陷？5何为预硬性塑料模具钢？简述其成分、性能及应用特点。6何为时效硬化型塑料模具钢？简述其性能及应用特点。7选择塑料模材料的依据有哪些？请为下列工作条件下的塑料模选用材料：⑴形状简单、精度要求低、批量不大的塑料模；⑵高耐磨、高精度、型腔复杂的塑料模；⑶大型、复杂、产品批量大的塑料注射模；⑷耐蚀、高精度塑料模具。8塑料模成型零件的热处理应注意什么问题？试述用低碳合金渗碳钢制造的塑料模型腔件的制造工艺路线。9今有一塑料制靠背椅（整体件），工作面要求光洁，无划痕，局部有细化皮纹，年产量45万件，试选用模具（型腔件）的钢材品种，并提出热处理工艺路线及其编制理由。10对塑料模进行表面处理的目的是什么？表面处理的方法有哪些？