模具材料是模具制造业的材料和技术基础,其中模具钢是传统的模具材料,其品种、规格、质量在模具的性能、使用寿命和制造周期中起着决定性的作用。由于产品不同,需求不同,国内外名称不同,但行业一般有常用名称,如黄钢,一般指碳钢,日本大同S50C,S55C,国内45#钢。模具钢一般可分为冷模具钢、热模具钢和塑料成型模具钢三类:
冷作模具钢
冷模具钢主要用于制造在冷状态下压制工件的模具。如:冷冲压模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具、粉末压制模具等。冷模具钢的范围很广,.从各种碳工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。冷模具钢是一种真空脱气精炼钢,内质纯净,机械加工良好,切割显著提高,淬火性好,空冷淬火不易淬火,耐磨性优异,韧性好,可用作不锈钢和高硬度材料的切割模具。
热作模具钢
热作模具钢主要用于制造高温工件压力加工模具。如:热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热锻模具等。常用的热模钢包括:添加中高碳含量Cr、W、Mo、V合金模具钢等合金元素;对热作模具钢的特殊要求,有时采用高合金奥氏体耐热模具钢。
塑料模具钢
由于塑料的品种很多,对塑料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。
以下是常用模具钢的品牌和应用,仅供参考:
选用成型零件材料.1 成型零件是指与塑料直接接触而成型的模具零件,如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。
.2 成型零件的材料直接关系到模具的质量和使用寿命,决定了塑料制品的外观和内部质量。一般情况下,应根据合同规定和客户要求选择产品和模具的要求和特点。
.3 成型零件材料的选择原则是:根据塑料类型、产品形状、尺寸精度、产品外观质量和使用要求、生产批量尺寸等,考虑切割、抛光、焊接、腐蚀、变形、耐磨性,考虑模具的经济和制造条件和加工方法,选择不同类型的钢。
.4 对于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯应选用高镜面抛光性能的高档进口钢,如718(P20 Ni类)、NAK80(P21类)、S136(420类)、H718、NAK80为预硬状态,无需热处理;S136及H13类钢均为退火状态,硬度一般为HB160-200,粗加工后需要真空淬火和回火,S硬度一般为136HRC40-50,H13类钢的硬度一般为HRC45-55(可根据具体牌号确定)。
.5 对于产品外观质量要求高、使用寿命长、批量生产的模具,成型零件的材料选择如下:
a) 型腔应选用高镜面抛光性能的高档进口钢,如718(P20 Ni类)、NAK80(P21类)等,都是预硬状态,不需要热处理。
b) 型芯可选用中低档进口P20或P20 Ni618、738、2738、638、318等钢材均为预硬状态;国产塑料模具钢或S50C、S55C进口优质碳素钢。
.6 对于产品外观质量要求一般的模具,其成型件的材料选择如下:
a) 小型精密模具型腔和型芯均为中档进口P20或P20 Ni类钢材。
b) 大中型模具,所成型塑料对钢材无特殊要求,型腔可选用中低档进口P20或P20 Ni类芯可选用低档进口钢材;P20种钢或进口优质碳钢钢S50C、S55C国产塑料模具钢也可选用。
c) 对于蚀皮纹型腔,应尽量避免蚀梨地纹P20 Ni2738(738)牌号。
.7 对于无外观质量要求的内部结构件,成型材料对钢材无特殊要求的模具,成型部件的材料选择如下:
a) 对于大中型模具,可选择低档进口型腔P20或P20 Ni进口优质碳口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20 Ni塑料模具钢;型芯可采用进口或国产优质碳素钢。
b) 对于小型模具,如果产量高,结构复杂,可选择低档进口型腔P20或P20 Ni也可以选择国产钢材P20或P20 Ni类塑料模具钢;型芯可选用国产塑料模具钢。
c) 对于结构简单、产量低的小型模具,可选用国产塑料模具钢或优质碳钢。
.8 对于含氟、氯等腐蚀性塑料和各种添加阻燃剂塑料的模具,如果产品要求较高,可选择进口耐腐蚀钢,一般可选择国内耐腐蚀钢。
.9 对于成型摩擦强、冲击塑料强的模具,如注射尼龙 玻璃纤维的模具,应选择耐磨性高、抗热拉强度高、韧性高的进口或国内H13类钢材。
.10成型镶嵌件一般选用与镶嵌件相同的材料。对于模具难以冷却或需要高冷却效果的部件,应选择铍青铜或合金铝
选用非成型零件材料.1模架材料参照模架标准,一般选用进口模板S50C或国产SM45,要求HB硬度均匀,内应力硬度均匀,内应力小,不易变形。导柱材料GCr15或SUJ2,硬度为HRC56-62。可采用导套、推板导柱、推板导套和复位杆材料GCr15或SUJ2,硬度为HRC56-62;也可采用T8A、T10A,硬度为HRC52-56。
.2模具中的一般结构部件,如顶定位圈、柱、顶限位块、限位拉杆、锁模块等,对硬度和耐磨性没有特殊要求,可选择国内SM45钢,正火状态,硬度HB160-200,不需要热处理。
.对于硬度、强度、耐磨性要求较高的零件,如浇口套、楔紧块、耐磨块、滑块压板等,应选用碳工具钢或优质碳工具钢,如T8A、T10A等等。为了提高其硬度和耐磨性,所有这些钢都需要淬火。
对于结构工程师来说,了解常用的模具钢是可以的。毕竟,它不是专业的模具制造商。对于模具工程师来说,他们不仅要了解,还要熟悉模具钢的选择、模具钢的价格、模具钢的用途等。由于模具分为塑料模具、五金模具或压铸模具,很难掌握一切,也不可能涵盖一切。因此,了解和熟悉自己的领域是很好的。当然,如果你对这方面感兴趣,你可以深入学习。
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