注塑模具材料選用

模具材料選用標準成型零部件材料選用.1 成型零部件指與塑料直接接觸而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑塊、鑲件、斜頂、側抽等。.2 成型零部件的材質直接關系到模具的質量、壽命，決定著所成型塑料制品的外觀及內在質量，必須十分慎重，一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎上，根據(jù)制品和模具的要求及特點選用。.3 成型零部件材料的選用原則是：根據(jù)所成型塑料的種類、制品的形狀、尺寸精度、制品的外觀質量及使用要求、生產批量大小等，兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項性能，同時考慮經濟性以及模具的制造條件和加工方法，以選用不同類型的鋼材。.4 對于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需選用高鏡面拋光性能的高檔進口鋼材，如718（P20+Ni類）、NAK80（P21類）、S136（420類）、H13類鋼等，其中718、NAK80為預硬狀態(tài)，不需再進行熱處理；S136及H13類鋼均為退火狀態(tài)，硬度一般為HB160-200，粗加工后需進行真空淬火及回火處理，S136的硬度一般為HRC40-50，H13類鋼的硬度一般為HRC45-55（可根據(jù)具體牌號確定）。.5 對于制品外觀質量要求高，長壽命、大批量生產的模具，其成型零部件材料選擇如下：a) 型腔需選用高鏡面拋光性能的高檔進口鋼材，如718（P20+Ni類）、NAK80（P21類）等，均為預硬狀態(tài)，不需再進行熱處理。b) 型芯可選用中低檔進口P20或P20+Ni類鋼材，如618、738、2738、638、318等，均為預硬狀態(tài)；對生產批量不大的模具，也可選用國產塑料模具鋼或S50C、S55C等進口優(yōu)質碳素鋼。.6 對于制品外觀質量要求一般的模具，其成型零部件材料選擇如下：a) 小型、精密模具型腔和型芯均選用中檔進口P20或P20+Ni類鋼材。b) 大中型模具，所成型塑料對鋼材無特殊要求，型腔可選用中低檔進口P20或P20+Ni類鋼材；型芯可選用低檔進口P20類鋼材或進口優(yōu)質碳素鋼S50C、S55C等，也可選用國產塑料模具鋼。c) 對于蝕皮紋的型腔，當蝕梨地紋時應爭取避免選用P20+Ni類的2738（738）牌號。.7 對無外觀質量要求的內部結構件，成型材料對鋼材亦無特殊要求的模具，其成型零部件材料選擇如下：a) 對于大中型模具，型腔可選用低檔的進口P20或P20+Ni類鋼材，也可選用進口優(yōu)質碳素鋼S55C、S50C或國產P20或P20+Ni類塑料模具鋼；型芯可選用進口或國產優(yōu)質碳素鋼。b) 對于小型模具，若產量較高，結構較復雜，型腔可選用低檔的進口P20或P20+Ni類鋼材，也可選用國產P20或P20+Ni類塑料模具鋼；型芯可選用國產塑料模具鋼。c) 對于結構較簡單，產量不高的小型模具，型腔型芯均可選用國產塑料模具鋼或優(yōu)質碳素鋼。.8 對于成型含氟、氯等有腐蝕性的塑料和各類添加阻燃劑塑料的模具，若制品要求較高，可選用進口的耐蝕鋼，要求一般的可選用國產的耐蝕鋼。.9 對于成型對鋼材有較強摩擦、沖擊性塑料的模具，例如用來注射尼龍+玻璃纖維料的模具，需選用具有高耐磨、高抗熱拉強度及高韌性等優(yōu)點的進口或國產H13類鋼材。.10成型鑲件一般與所鑲入的零件選用相同材料。對于模具較難冷卻的部分或要求冷卻效果較高的部分，鑲件材料應選用鈹青銅或合金鋁。.11對于模具中參與成型的活動部件材料選擇原則如下：a) 透明件應選用拋光性好的高檔進口鋼材，如718、NAK80等。b) 非透明件，一般應選用硬度和強度較高的中檔進口鋼材，如618、738、2738、638、318等，表面進行氮化處理，氮化層深度為0.15-0.2mm，硬度為HV700-900。c) 若模具要求較低，也可選用低檔進口鋼材或國產鋼材，氮化處理硬度一般為HV600-800。 非成型零部件材料選用.1模架材料參照模架標準，模板一般選用進口S50C或國產SM45，要求HB160-200，硬度均勻，且內應力小，不易變形。導柱材料采用GCr15或SUJ2，硬度為HRC56-62。導套、推板導柱、推板導套及復位桿材料可采用GCr15或SUJ2，硬度為HRC56-62；也可采用T8A、T10A，硬度為HRC52-56。.2模具中的一般結構用件，如頂出定位圈、立柱、頂出限位塊、限位拉桿、鎖模塊等，對硬度和耐磨性無特別要求，可選用國產SM45鋼，正火狀態(tài)，硬度HB160-200，不需再進行熱處理。.3模具中的澆口套、楔緊塊、耐磨塊、滑塊壓板等對硬度、強度、耐磨性要求較高的零件，應選用碳素工具鋼或優(yōu)質碳素工具鋼，如T8A、T10A等。此類鋼使用時均需進行淬火處理，以提高其硬度和耐磨性，具體硬度值參照附表5。附表1 常用進口模具鋼材一覽表廠家、牌號類別檔次供貨商廠家、牌號類別檔次供貨商瑞典ASSAB6181中明利日本DAIDONAK553中明利、龍記7182高明利、龍記NAK803高明利、龍記S136/S136H4高明利、龍記PDS-51明利84075高明利、龍記PX4184025明利PX51中優(yōu)質德國特殊鋼材GS-3121+S低德勝PX881龍記GS-3181低德勝PXZ0低GS-7382中德勝、龍記S-STAR4GS-7112高德勝G-STAR4P20M1低德勝PAK904龍記GS-3164德勝DH2F5GS-083/083H4德勝德國德威GSW-23111GS-344EFS5德勝PM-3111昌興隆GS-6381中龍記GSW-27382GS-23111中龍記PM-7382昌興隆GS-23121+S低龍記GSW-23164GS-23164龍記PM-3164昌興隆GS-2083/2083H4龍記GSW-23445GS-23445龍記德國多來特23221利昌德國EDEL23111中明利23281利昌3181低明利23782利昌2316/2316H4明利27382利昌23445明利2083、2083ESR4利昌法國USINORCLC 273822316、2316ESR4利昌CLC 2316H423445利昌法國CLISP3001奧地利百祿M2021昌興隆、利昌7382中明利M2382昌興隆、利昌韓國重工業(yè)(株)HP-1A0低M3004昌興隆、利昌HP-4A1低M310/310H4昌興隆、利昌HP-4MA1中W3025HAM-103高加拿大SORELCSM-21明利HEMS-1A4STD-615日本三菱MUP1中龍記HDS-15S45C、S50C、S55C0低昌興隆、明利注：類別對應為1-P20類，2-P20+Ni類，3-P21類，4-420類耐蝕鋼，5-H13類，0-碳素鋼。附表2 塑料模具成型零件常用國外材料及性能（一）材料類別(美國AISI)生產廠家及材料牌號出廠狀態(tài)及參考硬度說 明P20類預硬塑料模具鋼參考成分(%)： C:0.28-0.40Si:0.20-0.80Mn:0.60-1.00Cr:1.40-2.00Mo:0.30-0.55對應我國鋼號：3Cr2Mo瑞典ASSAB*618預硬HB280-320具有良好的拋光和切削加工性能，廣泛應用于熱塑性塑料的注射模（一般用于中小型模具，可焊性一般）日本DAIDOPDS-5預硬HB280-310具有良好的拋光和切削性能，用于長期生產塑料模具PX88預硬HB290-330具有良好拋光性能，焊接性能大幅度改善，用于長期生產通用塑料模具PX4*PX5預硬HRC30-33用于大型鏡面模具，如汽車尾燈、前擋板以及攝象機、家用電器殼體等。PX5焊接性能、蝕紋性能較好，但易出加工砂眼，氮化性能一般（高光時）日本三菱MUP預硬HB270-320硬度均勻，耐磨性好，加工性能良好，適合電加工優(yōu)質德國特殊鋼德國EDEL318預硬HRC29-34用于大型塑料模具*2311預硬HB290-330HRC30-35用于大型優(yōu)質長期生產塑料模具，適合制造電視機殼、冰柜、洗衣機、水桶等模具香港龍記(LKM)GS-638預硬HB270-300加工性能良好，適用于高要求大型模架及型芯零件GS-2311預硬HB280-325用于長期生產優(yōu)質塑料模具，GS-2312預硬HB280-325P20+S型，極易切削，適宜大批量快速加工，適用于一般要求塑料模具及型芯零件東莞德勝GS-318預硬HRC28-33預硬優(yōu)質塑料模具鋼P20M預硬HRC30-35經濟型預硬塑料模具鋼，適用于塑料試驗模具及一般玩具模具，可氮化提高耐磨性德國德威GSW-2311預硬HRC31-34電蝕加工性能好，用于大中型鏡面塑料模具PM-311預硬HRC31-34電蝕加工性能好，用于一般要求的大小塑料模具德國多來特2322預硬HRC32-35適合一般要求的大小模具2328預硬HRC32-35適合一般要求模具、高要求大型模架及型芯零件奧地利百祿M202預硬HRC30-34屬P20類，但碳、錳含量偏高?？蛇M行電蝕加工，用于家電和汽車用塑料模具法國CLISP300預硬HB290-320具有良好的加工工藝性，拋光性和皮紋加工性，用于大而厚的塑料模具，加拿大SORELCSM-2預硬HB290-330具有良好拋光性，可進行電蝕加工，用于大型長期生產塑料模具韓國重工(株)HP-4A預硬HRC25-32硬度均勻，加工性能良好，用于電視機后殼等模具HP-4MA預硬HRC27-34硬度均勻，耐磨性好，用于電視機前殼、電話機、吸塵器、飲水機等模具P20+Ni類鏡面塑料模具鋼參考成分(%)：在P20的基礎上加入1%左右的Ni對應我國鋼號：3Cr2NiMo或3Cr2NiMnMo瑞典ASSAB718預硬HB290-330具有高淬透性，良好的拋光性能、電蝕加工性能和皮紋加工性能，適用于大型鏡面塑料模具加硬HB330-370法國CLI738預硬HB290-330用于大而厚的塑料模具，具有良好的硬度均勻性法國USINORCLC2738預硬HB290-330淬透性高，硬度均勻，具有良好的拋光、電蝕加工和皮紋加工性能，適于滲氮，用于大中型鏡面塑料模具龍記德勝*GS-738預硬HRC32-35硬度均勻，切削性能和拋光性能較好，變形較小，用于大中型高韌性高拋光度模具，但可焊性一般，蝕紋易出現(xiàn)“梨地紋”GS-711預硬HRC35-38高強度、高韌性、高光整度塑料模具鋼，具有良好的精光性能，適用于大中型及復雜塑料模具德國德威GSW-2738預硬HRC31-34硬度均勻，拋光性好，適用于大中型鏡面塑料模具PM-738預硬HRC31-34硬度均勻，拋光性好，適用于優(yōu)質長期生產塑料模具德國多來特2378預硬HRC32-35適合高韌性、高拋光度，適合要求較高模具2738預硬HRC32-35適合一般要求模具奧地利百祿M238預硬HRC31-34碳、錳含量偏高，鏡面拋光性能好，可進行電蝕加工P21類韓國重工(株)HAM-10預硬HRC37-42析出型硬化鋼，具有優(yōu)良的鏡面拋光性能，用于塑料透明部件（如汽車燈具、冰箱抽屜等）模具附表3 塑料模具成型零件常用國外材料及性能（二）材料類別(美國AISI)生產廠家及材料牌號出廠狀態(tài)及參考硬度說 明P21類時效硬化鋼日本DAIDO*NAK55預硬HRC37-43高硬度鏡面模具鋼，用于高精度鏡面模具。NAK55切削加工性能好，NAK80具有優(yōu)良的鏡面拋光性能。二者的缺點是補焊性能差，韌性較低，較細的圓柱凸起易折斷（如喇叭窗網孔鑲件）*NAK80預硬HRC37-43成分(%)CSiMnCrMoNiAlCuSNAK550.150.31.50.30.33.01.01.00.1NAK800.150.31.50.30.33.31.0-420類耐蝕塑料模具鋼參考成分(%)： C:0.30-0.40Cr:12.0-14.0Si: 1.20Mn: 1.25 S: 0.06Se: 0.15對應我國鋼號：3Cr13或4Cr13日本DAIDOS-STAR預硬HRC31-34具有高耐蝕性、高鏡面拋光性，熱處理變形小，用于耐蝕鏡面精密模具，G-STAR為易切削鋼G-STARPAK90預硬HB300-330極佳的耐蝕、耐磨和鏡面拋光性，用于精密模具瑞典ASSABS136退火HB215耐蝕性好，淬回火后有較高硬度，拋光性好。用于耐腐蝕性和要求較高的塑料模具S136H預硬HB290-330法國USINORCLC2316H預硬HB290-330優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能，高的力學強度和耐磨性，用于耐腐蝕和需鏡面拋光的模具優(yōu)質德國特殊鋼德國EDEL2316退火HB235-250適合鏡面塑料模具，防酸性極強2316可加硬至HRC522316H預硬HB290-330香港龍記(LKM)GS-2083退火HB215-240適合鏡面塑料模具及有防酸性要求的模具GS-2083H預硬HB280-310GS-2316預硬HB260-310抗腐蝕性效果特佳，適合高酸性塑料的模具東莞德勝GS-083退火HB230抗腐蝕塑料模具鋼GS-083H預硬HRC30-35預硬抗腐蝕塑料模具鋼GS-316預硬HRC28-32高抗腐蝕塑料模具鋼德國德威GSW-2316預硬HRC31-34具有優(yōu)良的耐蝕性能和鏡面拋光性能，用于高防腐蝕及需鏡面拋光的模具PM-316預硬HRC31-34德國多來特2316預硬HRC28-32預硬抗腐蝕塑料模具鋼，用于高防腐蝕要求模具2316ESR預硬HRC28-32用于防腐蝕及鏡面拋光模具，尤其適合PVC、PP、EP、PC材料2083退火HB230同上2083ESR退火HB230用于高防腐蝕和鏡面拋光要求模具奧地利百祿M300預硬HRC31-34用于高防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具M310預硬HRC31-34用于有防腐蝕要求及需鏡面拋光的模具韓國重工(株)HEMS-1A預硬HRC23-33具有高鏡面拋光性能，用于彩管玻殼、PVC底盤等模具碳素鋼普通塑料模具鋼日本JIS標準鋼號S45C S50CS55C正火HB160-220分別相當于我國的優(yōu)質碳素結構鋼45、50、55鋼，常用于模具的非重要結構部件，如模架等。日本DAIDOPXZ預硬HB180-226具有良好的切削性能和補焊性能，用于大型蝕花模具以及汽車保險杠、儀表盤、家電外殼等模具韓國重工(株)HP-1A預硬HB180-220具有良好的加工性能，加工變形小，成分相當于S55C，用于玩具模具等H13類參考成分(%)： C:0.32-0.45Si:0.80-1.20Mn:0.20-0.50Cr:4.75-5.50Mo:1.10-1.75 V:0.80-1.20對應我國鋼號：4Cr5MoSiV1日本DAIDODH2F預硬HRC37-41易切削預硬化模具鋼，韌性良好，用于形狀復雜、精密的熱作模具和塑料模具瑞典ASSAB8402退火HB185說明：H13為熱作模具鋼，一般用于鋁、鋅、銅等合金的壓鑄模、熱擠壓模。由于其具有高耐磨、高抗熱拉強度及高韌性等優(yōu)點，故也可以用作對耐機械磨損性能要求較高的塑料模具，例如用來注射尼龍+玻璃纖維料的模具。8407退火HB185EDEL2344退火HB210龍記GS2344退火HB180-210德勝GS-344EFS退火HB220德國德威GSW-2344退火HB210多來特2344退火HB230奧地利百祿W302退火HB235韓國重工(株)HDS-1退火HB229H13改良型，具有良好的韌性和抗回火穩(wěn)定性STD-61退火HB229近似于H13，具有良好的高溫強度和韌性注：帶“*”者為我公司使用較多的鋼材牌號。附表4 塑料模具成型零件常用國產材料及性能類別材料名稱及牌號熱處理方法及硬度性 能 及 用 途 說 明碳素鋼T8A、T10A交貨狀態(tài)HB160-200耐磨性好，用于形狀簡單的小型芯、型腔、滑塊、鑲件等，其可焊性較差淬火HRC54-58SM45、SM48、SM50、SM53、SM55正火HB160-200用于形狀簡單、要求不高的型腔、型芯、滑塊、鑲件等（由于模具用鋼的特殊要求，必須精料、精煉、真空除氣，含碳量范圍縮小，控制較低的硫、磷含量。我國的冶標（YB/T107-1997）中將碳素模具鋼鋼號用SM表示，以區(qū)別于普通用途的優(yōu)質碳素結構鋼）調質HB200-260淬火HRC43-48預硬鋼3Cr2Mo預硬HRC28-35國產P20。淬透性高，綜合力學性能好，拋光性能好，用于大中型復雜精密模具型腔、型芯、滑塊、鑲件等正/退火HB170-2003Cr2NiMo3Cr2NiMnMo預硬HRC28-35國產P20+Ni。淬透性高，綜合力學性能好，拋光性能好，用于特大型、大型復雜精密模具型腔、型芯正/退火HB170-20040Cr預硬HB175-230調質后具有良好的綜合力學性能，切削性能好，適于滲氮和高頻淬火，用于中型塑料模具退火HB20742CrMo預硬HB175-220超高強度鋼，具有高強度和韌性，淬透性高，用于有一定強度和韌性要求的大中型模具退火HB207上海寶鋼B25預硬HRC28-35金相組織為珠光體+鐵素體，用于制造一般塑料模具B30預硬HRC28-35金相組織為貝氏體，可滲氮進一步強化，性能優(yōu)于瑞典718鋼華中理工 5NiSCa（5CrNiMnMoVSCa）預硬HRC35-45易切削鋼，淬透性高，強韌性好，鏡面拋光性能好，有良好的滲氮性能和滲硼性能上海鋼研所 SM1（5CrNiMnMoVS）預硬HRC38-42易切削鋼，拋光性能好，表面粗糙度可達Ra0.05um，淬透性高，用于大型鏡面模具華中理工 8Cr2S（8Cr2MnWMoVS）預硬HRC40-48易切削鋼，鏡面拋光性好，焊接性能一般，補焊后需回火再進行機械加工，可滲氮進一步提高表面光潔度并防銹滲碳鋼20Cr正火HB170-217用于制造中小型模具，加工成型后需滲碳處理，然后再淬火并低溫回火，以保證模具零件表面的硬度和耐磨性12CrNi3A正火HB260-320切削加工性能良好，用于制造大中型模具，熱處理同上時效硬化鋼上海材研所 PMS(10Ni3Mn2MoCuAl)預硬HRC30-33具有優(yōu)良的鏡面加工性能，良好的冷熱加工性能、補焊性能、電加工性能和綜合力學性能，以及良好的花紋圖案蝕刻性能和滲氮性能，適合復雜精密的鏡面模具及家電模具時效處理HRC40-45滲氮HV1000上海鋼研所 SM2(20CrNi3AlMnMo)預硬HRC38-42易切削鋼，拋光性能、滲氮性能良好，并具有一定的抗腐蝕能力，用于鏡面、精密模具時效處理HRC4025CrNi3MoAl預硬HRC30預硬狀態(tài)下加工，然后經520時效處理10h，硬度可達HRC40，用于有鏡面要求的精密模具時效處理HRC4006Ni6CrMoVTiAl預硬HRC25-28熱處理變形小，固溶硬度低，切削性能好，粗糙度低，適宜制造高精度塑料模具時效處理HRC43-4818Ni-250 18Ni-30018Ni-350預硬HRC30-32高合金超高強度馬氏體時效鋼，用于高精度、超鏡面、長壽命、大批量生產的中小型復雜模具，但價格昂貴時效處理HRC50-53耐蝕鋼上海材研所 PCR(6Cr16Ni4Cu3Nb)預硬HRC30-32具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、較高的強度、較好的拋光性能和焊接修補性能，熱處理淬透性好，變形小，用于成型含氟、氯等有腐蝕性的塑料和各類添加阻燃劑塑料的模具時效硬化HRC37-422Cr13退火HB220機械加工性能好，經熱處理（淬火+回火）后具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，較好的強韌性，適宜制造承受高負荷并在腐蝕介質作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等淬火+回火HRC40-503Cr134Cr13退火HB230國產420耐蝕鋼。機械加工性能好，經熱處理（淬火+回火）后具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能、較高的強度和耐磨性，適宜制造承受高負荷、高耐磨及在腐蝕介質作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等，但補焊性能較差淬火+回火HRC40-50熱作模具鋼4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV1淬火HRC56-58國產H13類熱作模具鋼，具有較好的熱強度和硬度，在中溫條件下具有很好的韌性、熱疲勞性和一定的耐磨性，熱處理變形小,適合氮化處理回火HRC47-49氮化HV600-8003Cr2W8V淬火HRC49-52國產H21類熱作模具鋼，高溫下具有較好的熱硬性和強度，但韌性和塑性較差。表面硬度高，耐磨性和熱疲勞性良好，調質后可氮化處理進一步提高表面硬度回火HRC42-48氮化HV600-800附表5 塑料模具零件常用材料及熱處理類別零件名稱材料牌號熱處理方法硬度說 明模體零件動、靜模座板澆道推板、墊板45正火HB160-200此正火硬度一般即指進貨狀態(tài)，下同調質HB230-270動模固定板靜模固定板S50C、45正火HB160-200調質HB230-270推件板45調質HB230-270T8A，T10A淬火HRC54-58推出板45正火HB160-200推桿固定板45正火HB160-200墊塊45、A3進貨狀態(tài)澆注零件澆口套、SKD61淬火HRC48-52T8A、T10A淬