塑料模具鋼用于制造塑料模具,包括碳素結構鋼、滲碳型塑料模具鋼、預硬化塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕型塑料模具鋼等。以下是納入標準的常用塑料模具鋼的牌號、性能及應用:
碳素塑料模具鋼:
SM45(YB/T 094-1997):SM45鋼屬優質碳素塑料模具鋼,與優質碳素結構鋼45鋼相比,其硫、磷的含量低,鋼材的潔凈度好。由于淬透性差,一般用其熱軋、熱鍛或正火狀態制造較大尺寸的塑料模具,模具的硬度低,耐磨性較差。制造小型塑料模具時,用調質處理可獲較高的硬度和較好的強韌性。因其含碳量較高,水淬容易出現裂紋,故一般采用油淬。SM45鋼的優點是價格便宜,可加工性好,淬火后具有較高的硬度,調質處理后具有良好的強韌性和一定的耐磨性,被廣泛用于制造中、小型的中、低檔次的塑料模具。
SM50(YB/T 094-1997):SM50鋼屬碳素塑料模具鋼,其化學成分與高強中碳優質碳素結構鋼50鋼相近,但鋼的潔凈度更高,含碳量波動的范圍更窄,力學性能更穩定。它經正火或調質處理后具有一定的硬度、強度和耐磨性,且價格便宜,可加工性好,SM50鋼適宜制造形狀簡單的小型塑料模具或精度要求不高、使用壽命要求不長的塑料模具。但SM50鋼的焊接性能、冷變形性能差。
SM55(YB/T 094-1997):SM55鋼屬碳素塑料模具鋼,其化學成分與高強中碳優質碳素結構鋼55鋼相近,但鋼的潔凈度更高,含碳量波動的范圍更窄,力學性能更穩定。它經熱處理后具有表面硬度、強度、耐磨性和一定的韌性,一般在正火或調質處理后使用。SM55鋼的價格 便宜、可加工性能中等,當硬度為179~229HBW時,相對加工性為50%,但其焊接性和冷變形性均低。SM55鋼適宜制造形狀簡單的小型塑料模具或精度要求不高、使用壽命要求不長的塑料模具。
預硬化型塑料模具鋼:
3Cr2Mo(GB/T 1299-2000):3Cr2Mo鋼是國際上較廣泛應用的預硬化塑料模具用鋼,其綜合力學性能好,淬透性高,可以使截面的較大鋼材獲得較均勻的硬度,并具有很好的拋光性能,表面粗糙度值低。用其制造模具時,一般先進行調質處理,硬度為28~35HRC(即預硬化),再經冷加工制造成模具即可直接使用。這樣,既保證了模具的使用性能,又避免了熱處理引起模具的變形。因此,3Cr2Mo鋼適用于制造尺寸較大或形狀復雜、對尺寸精度與表面粗糙度要求較高的塑料模具和低熔點合金(如錫、鋅、鉛)壓鑄模等。
3Cr2NiMo(GB/T 1299-2000):3Cr2NiMo(國內市場上也有用3Cr2NiMnMo表示)簡稱P20+Ni。它雖然不是我國研制的鋼種,但是卻是廣泛應用的塑料模具鋼。其綜合力學性能好,淬透性高,可以使大截面鋼材在調質處理后具有較均勻的硬度分布,有很好的拋光性能和低的表面粗糙度值。用它制造模具時,一般先進行調質處理,硬度為28~35HRC(即預硬化),之后加工成模具即可直接使用。這樣既保證了大型或特大型模具的使用性能,又避免了熱處理引起的模具變形。3Cr2NiMo鋼適宜制造特大型、大型塑料模具、精密塑料模具,也可用于制造低熔點合金(錫、鋅、鋁合金)壓鑄模等。了解更多相關資訊,敬請關注東莞美港特殊鋼材專業網站www.mgtsgc.com,海量的模具鋼材最新新聞動態資訊,盡在東莞美港特殊鋼材網站。
5CrNiMnMoVSCa(JB/T 6057-1992):5CrNiMnMoVSCa簡稱5NiSCa,是預硬化型易切削塑料模具鋼,由華中科技大學等單位研制經調質處理后,其硬度在35~45HRC范圍內,具有良好的可加工性。因此,可用預硬化鋼材直接加工成模具,既保證了模具的使用性能,又避免了模具由于最終熱處理引起的熱處理變形。5CrNiMnMoVSCa鋼的淬透性高、強韌性好、鏡面拋光性能好,有 好的滲氮性能和滲硼性能,調質鋼材經滲氮處理后基體硬度變化不大,適宜制造中、大型熱塑生塑料注射模和橡膠模等。
40Cr:40Cr鋼是機械制造業使用最廣泛的鋼種之一,調質處理后具有良好的綜合力學性能、良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。它的淬透性良好,水淬時可完全淬透到¢28~¢60mm,油淬時可淬透到¢15~40¢mm。這種鋼除調質處理外還適于滲氮和高頻感應加熱淬火處理,可加工性較好,當硬度為174~229HBW時,相對可加工性為60%,40Cr鋼適于制作中型塑料模具。
42CrMo:42CrMo鋼屬于超高強度鋼,具有高強度和韌性,淬透性也較好,無明顯的回火脆性,調節器質處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力,低溫沖擊韌性良好,42CrMo鋼適宜制造要求一定強度和韌性的大、中型塑料模具。
30CrMnSiNi2A:30CrMnSiNi2A鋼屬于超高強度鋼,淬透性較高,韌性較好。其油淬低溫回火(250~300℃)后的強度高于1700MPa,等溫淬 火可以在180~220℃和270~290℃兩個溫度范圍進行。為人保證它有較高的屈服強度,最大限度地提高鋼的塑性和韌悸,,等溫淬火后,它應在高于殘留奧氏體的分解溫度、盡可能接近回火脆性下限的溫度回火,這樣可以保證鋼有較高的斷裂韌度和低的疲勞裂紋擴展速率。30CrMnSiNi2A鋼適宜制造要求強度高、韌性好的大、中型塑料模具。
滲碳型塑料模具鋼:
20Cr:20Cr鋼比相同含碳量的碳素結構鋼的強度和淬透性都明顯提高,油淬到半馬氏體硬度的淬透性為¢20~¢23mm這種鋼淬火、低溫回火后有良好的綜合力學性能,低溫沖擊韌性良好,回火脆性不明顯。滲碳時鋼的晶粒有長大傾向,所以 要求二次淬火以提高心部韌性,不宜降溫淬火。正火后硬度為170~217HBW時,其相對可加工性約為65%,焊接性中等,焊前應預熱到100~150℃,冷變形時塑性中等。20Cr鋼適用于制造中、小型塑料模具。為了提高模具型腔的耐磨性,模具成形后需要進行滲碳處理,然后再進行淬火和低溫回火,從而保證模具表面具有高強度、高耐磨性而心部具有很好的韌性;對于使用壽命要求不很高的模具,也可以直接進行調質處理。
12CrNi3A:12CrNi3A屬于合金滲碳鋼,比12CrNi2A鋼有更高的淬透性。因此,可以用于制造比12CrNi2A鋼截面稍大的零件。淬火、低溫回火或高溫回火后,它都有良好的綜合力學性能,鋼的低溫韌性好,缺口敏感性小,可加工性良好。當硬度為260~320HBW時,其相對可加工性為70%~60~。另外,由于其退火后硬度低、塑性好,因此既可以采用切削加工方法制造模具,也可以采用冷擠壓成形方法制造模具。為提高模具型腔耐磨性,模具成形后需要進行滲碳處理,然后再進行淬火和低溫回火,從而保證模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好韌性,但有回火脆性傾向和形成白點的傾向。12CrNi3A鋼適宜制造大、中型塑料模具。
時效硬化型塑料模具鋼:
06Ni6CrMoVTiAl:06Ni6CrMoVTiAl鋼屬低合金馬氏體時效鋼。這種鋼的突出特點是固溶處理(即淬火)后變軟,可進行冷加工,加工成形后再進行時效硬化處理,從而減少模具的熱處理變形。其優點是熱處理變形小,固溶硬度低,可加工性好,表面粗糙度值低,時效后硬度為43~48HRC,綜合力學性能好,熱處理工藝簡便等,06Ni6CrMoVTiAl鋼適宜制造高精度塑料模具和鋁合金壓鑄模具等。
1Ni3Mn2CuAlMo:1Ni3Mn2CuAlMo代號PMS,由上海材料研究所研研制,屬于低合金析出硬化型時效鋼,一般用電爐冶煉加電渣重熔。這種鋼熱處理后具有良好的綜合力學性能,淬透性高,熱處理工藝簡便,熱處理變形小,鏡面加工性能好,并有好的滲氮性能、電加工性能、焊補性能和花紋圖案刻蝕性能等,1Ni3Mn2CuAlMo鋼適于制造高鏡面要求和高外觀質量家用電器外殼塑料模具,如光學系統各種鏡片,及電話機、收錄機、洗衣機等家電的塑料殼體模具。
耐腐蝕型塑料模具鋼:
2Cr13:2Cr13鋼屬馬氏體類型不銹鋼,機械加工性能較好,經熱處理后具有優良的耐腐蝕性能,較好的強韌性,2Cr13鋼適宜制造能承受高負荷并在腐蝕介質作用下的塑料模具、透明塑料制品的塑料模具等。
4Cr13:4Cr13鋼代號S136,屬馬氏體類型不銹鋼。它的機械加工性能較好,經熱處理(淬火及回火)后,具有優良的耐腐蝕性能、拋光性能,較高的強度的耐磨性,4Cr13鋼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、透明塑料制品的塑料模具等。但其焊接性差,使用時必須注意。
9Cr18:9Cr18鋼屬于高碳高鉻馬氏體不銹鋼,淬火后具有高硬度、高耐磨性和耐腐蝕性能,9Cr18鋼適宜制造能承受高耐磨高負荷以及在腐蝕介質作用下的塑料模具。由于屬于萊氏體鋼,容易形成不均勻有碳化物偏析而影響模具使用壽命,所以在熱加工時必須嚴格控制熱加工工藝,注意適當的加工比。
9Cr18Mo:9Cr18Mo鋼是一種高碳高鉻馬氏體不銹鋼,是在9Cr18鋼的基礎上加Mo而發展起來的,因此具有更高的硬度、耐磨性、耐回火性和耐腐蝕性能。此外,它還有較好的高溫尺寸穩定性。9Cr18Mo鋼適宜制造在腐蝕環境下工作又高負荷、高耐磨的塑料模具。由于屬于萊氏體鋼,容易形成不均勻的碳化物偏析而影響模具使用壽命,所以在熱加工時必須嚴格控制熱加工工藝,并注意適當的加工比。
1Cr17Ni2:1Cr17Ni2鋼屬于馬氏體型不銹耐酸鋼,具有較高的強度和硬度,對氧化性酸類(一定溫度、濃度的硝酸、大部分的有機酸)及有機酸水溶液都具有良好的耐耐性能,1Cr17Ni2鋼適宜制造在腐蝕介質作用下的塑料模具、透明塑料制品的塑料模具等。但其焊接性能差,易產生裂紋,故模具制造過程中不宜進行焊接。
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