模具材料的标准及选用.ppt.ppt
10.塑料模具主要部件的国产钢料选用
附表10：塑料模具主要部件的国产钢料选用及热处理硬度：类别零件名称材料牌号热处理方法硬度说明模体零件动、静模座板、垫板30、35、45 正火HB160-200此正火硬度一般即指进货状态，下同浇道推板45、50、55 调质HB230-270动模固定板静模固定板S50C、45正火HB160-200调质HB230-270推件板45 调质HB230-270T8A，T10A 淬火HRC54-58推出板45 正火HB160-200推杆固定板45 正火HB160-200垫块45、A3 进货状态浇注零件浇口套、SKD61 淬火HRC48-52T8A、T10A 淬火HRC46-50导向零件大导柱大导套GCr15或SUJ2 淬火HRC56-62T8A、T10A 淬火HRC52-56 复位杆小导柱、小导套T8A、T10A 淬火HRC52-56GCr15或SUJ2 淬火HRC56-62 小导柱衬套45 淬火HRC48-52抽芯零件斜导柱T8A、T10A 淬火HRC54-58Cr12 淬火HRC54-58滑块斜滑块P20、P20+Ni 预硬HRC30-40 渗氮HV700-80040Cr 正/退火HB175-230 渗氮HV700-80045 正火HB170-220 渗氮HV600-800 楔紧块锁紧楔T8A、T10A 淬火HRC54-5845 淬火HRC43-48耐磨块40Cr 正/退火HB175-230 渗氮HV700-800 T8A，T10A 淬火HRC54-58顶出零件顶杆顶管拉料杆SKD61 淬火HRC50-6065Mn 淬火HRC50-554Cr5MoSiV1(国产H13)淬火HRC38-42 芯部渗氮HV900-1100 深度0.3mmT8A，T10A 淬火HRC50-55顶出块P20、P20+Ni 预硬HRC30-40 渗氮HV700-80040 Cr 正/退火HB175-230 渗氮HV700-80045 正火HB170-220 渗氮HV600-800定位零件定位圈45 正火HB160-200导套定位圈45 正火HB160-200推出限位块45 正火HB160-200 日本用S45C，表面发黑处理限位钉45 正火HB160-200 日本用S45C ，一类不热处理另一类淬火HRC46-5045 淬火HRC46-50圆锥定位件45 淬火HRC43-48 日本用SKD11(Cr12MoV) HRC58-62 定距螺钉45 淬火HRC33-38 日本用SCM435(35CrMo) HRC33-38其它零件立柱45 正火HB160-200弹簧65Mn、50CrVA 淬火+回火HRC45-50 中温回火冷却水丝堵45 淬火HRC33-38 表面发黑处理油嘴内接头45、40Cr 进货状态一般不得用黄铜滑块导轨滑块压块CrWMn、9CrWMn 淬火HRC53-56 较长件，注意工作面上加油槽40Cr、3Cr2Mo 淬火HRC37-42 较短件，注意工作面上加油槽滑块拉钩30CrMoA40CrNiMoA淬火HRC45-50注意应在工作面上加工油槽锁模块45、A3 进货状态备注：支承柱兼作推板导柱时，支承柱材料用T8A、T10A、GCr15，热处理硬度HRC55～60。
冲压模具材料的要求及选用
冲压模具材料的要求及选用冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高的温度下工作（如冷挤压），工作条件复杂，易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。
因此，对模具工作零件材料的要求比普通零件高。
由于各类冲压模具的工作条件不同，所以对模具工作零件材料的要求也有所差异。
1.冲裁模材料的要求对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃，还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。
2. 拉深模材料的要求要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性（抗咬合性）、高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能，而且热处理时变形要小。
3. 冷挤压模材料的要求要求模具工作零件有高的强度和硬度、高耐磨性，为避免冲击折断，还要求有一定的韧性。
由于挤压时会产生较大的升温，所以还应具有一定的耐热疲劳性和热硬性11.2.2 冲压模具材料的种类及特性制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。
目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
1. 碳素工具钢在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。
但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。
2. 低合金工具钢低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。
与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。
用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。
3. 高碳高铬工具钢常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。
机械零件的常用材料及选择
基本尺寸：由设计图纸给定的零件理论尺寸；为确定值。
实际尺寸：制造加工后测量所得零件尺寸；由于测量 有误差，所以实际尺寸并非真值。相对于 基本尺寸而言，总是有误差。或大或小
Φ24.9 φ25 Φ25.1
Φ24.9 φ25 Φ25.1
孔
孔
孔
轴
轴
轴
实际尺寸 实际尺寸 基本尺寸 实际尺寸
2.钢：结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、
耐酸钢等)、碳素结构钢、合金结构钢、铸钢等。
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。
零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。
应用：应用范围极其广泛。
选用原则：
基孔制配合：孔是基准孔，下偏差EI=0， 代号为:H ，
通过改变轴的公差带来或得各种不同的配合特性。
间隙配合
过渡配合
过盈配合
s pr
孔公差
m
零线 D
H
g h js k f
e
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h ， 通过改变孔的公差带来或得各种不同的配合特性。
零线
轴
轴
+
0
轴
-
EI 零线 es ei
轴公差带
Lmin L Lmax
L
基本偏差：标准表列的，用于确定公差带相对于零线 位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。
国标规定：孔与轴各有28个，分别用如下符号表示：
孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC 轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc
模具标准配件
模具标准配件模具标准配件是模具制造过程中不可或缺的重要组成部分，它们的质量和性能直接影响着整个模具的制造和使用效果。
模具标准配件通常包括模具钢材料、模板、导柱、导套、弹簧、气缸等。
在模具制造过程中，选择合适的标准配件是至关重要的，它不仅可以提高模具的使用寿命，还可以提高模具的加工精度和稳定性。
下面将从模具标准配件的选择、使用和维护等方面进行详细介绍。
一、选择标准配件。
1. 模具钢材料。
模具钢材料是模具制造的基础材料，选择合适的模具钢材料可以保证模具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
常见的模具钢材料有P20、718、NAK80等，选择时需根据模具的具体使用环境和工艺要求进行综合考虑。
2. 模板。
模板是模具的主要承载部件，它的质量和精度直接影响着模具的加工精度和稳定性。
在选择模板时，需要考虑其材质、硬度和表面处理工艺，以确保模板具有良好的耐磨性和使用寿命。
3. 导柱导套。
导柱导套是模具的定位和导向部件，它们的精度和耐磨性直接关系到模具的定位精度和使用寿命。
因此，在选择导柱导套时，需要考虑其材质、表面处理和润滑方式，以确保模具具有良好的定位精度和稳定性。
4. 弹簧。
弹簧是模具的重要功能配件，它的质量和性能直接影响着模具的开合力和使用寿命。
在选择弹簧时，需要考虑其材质、弹簧力和使用环境，以确保模具具有良好的开合力和稳定性。
5. 气缸。
气缸是模具的动力部件，它的性能和稳定性直接关系到模具的开合速度和精度。
在选择气缸时，需要考虑其气缸口径、气缸行程和气缸压力，以确保模具具有良好的开合速度和稳定性。
二、使用标准配件。
1. 合理安装。
在使用标准配件时，需要严格按照设计要求进行安装，保证每个配件的安装位置和方向正确，以确保模具的正常使用和稳定性。
2. 定期检查。
定期检查模具标准配件的使用情况，发现问题及时处理，确保配件的良好状态和性能稳定。
3. 合理使用。
在使用模具时，需要合理控制模具的使用频率和负荷，避免超负荷使用导致配件损坏，影响模具的使用寿命。
冷作模具材料
2.高碳低合金钢(CrWMn钢)
(1)化学成分
CrWMn钢的临界点:Ac1≈750℃，Accm≈940℃，Ar1≈710℃，Ms≈255℃ 。
(2)力学性能 CrWMn钢具有高淬透性，由于钨形成碳化物，所以这种钢在淬火及低温 回火后具有比铬钢和9SiCr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度及耐磨性，如 图6-5～图6-7所示。
理论带来新的革命。
编辑本段现代中医史（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎 df6） ④轴心 时代中 、西医 学的峰 巅之作 。雅斯 贝而斯 曾说： “如果 历史有 一个轴 心，那 么我们 就必须 将这轴 心作为 一系列 对全部 人类都 有意义 的事件 ，…… 发生于 公元前800至200年间 的这种 精神历 程似乎 构成了 这样一 个轴心 。
4.冷作模具用高速钢(W6Mo5Cr4V2钢) (1)化学成分；(2)力学性能；(3)工艺性能；(4)使用范围。 ①锻造工艺: ②退火工艺: ●锻后退火:加热温度为840～860℃，保温2～4 h，缓慢 冷却到500℃以下出炉空冷或 炉冷到室温，硬度≤285HBS。 ●锻后等温退火:加热温度为840～860℃，保温2～4 h;炉 冷至740～760℃，保温4～6 h，炉冷到500℃以下出炉空冷， 硬度≤255HBS。 ③淬火工艺:W6Mo5Cr4V2钢的淬火工艺见表6-13。 ④回火工艺: 高速钢必须经过三次以上的回火，其原因主要是前次回火 冷却过程中残余奥氏体转变成“淬火”马氏体，必须经再次回 火才能消除前次回火时产生的组织应力，经三次回火后残余奥 氏体体积分数才降到2%～3%，硬度达到64HRC以上。
图6-5 CrWMn钢力学 性能与淬火温度的关系
图6-6 CrWMn钢硬度 与淬火温度的关系
图6-7 CrWMn钢硬 度与回火温度的关系
塑胶模具钢材的识别和选用
仁 2. 1.2344(為德國品牌,常用於無鏡面放電要求的母模或母模框)
3. 718HH(為壹勝百品牌,用於無成品形狀母模框) 4. NAK80(為日本品牌,硬度上相當於718HH)
2.結構件部分材料選用
定位環:S55C
常用於無成品形狀之模仁框
50
用於硬度需求高的結構件 用於硬度需求高的結構件 用於硬度需求高的結構件
5.放電(VDI)規格參數表
6.D-M-E打光規格表
7.壹勝百鋼材一覽表.
壹勝百鋼材一覽表
廠家
岀廠硬度 主要成份
特性
淬火溫度
回火後硬度
用途
8.補充說明部分.
1.如何建議客戶選擇哪一種電花規格? a:首先要判斷客戶成品組裝情況,了解哪裡是外觀面,並根據成品的用途 即可做岀最合理的建議.例如如果成品需要亮面(如NCVM),則建議表 面處理規格為VDI-06,如果需要有放電花紋則建議VDI-21或VDI-24. (放電花紋太細容易划傷影響後制程.) b:通過成品反應到模具上的加工方法和加工的難易程度可做建議的另 一種依據.
CORE
③ 公模內縮
CALMAX HRC56±2° 8407MS HRC50±2° VIKING HRC56±2°
CALMAX HRC56±2°
CAVITY
8407MS HRC50±2° ④ 母模SLIDE
SKD11 HRC58±2° SKD61 HRC50±2° SKD11 HRC58±2° 8407 HRC50±2°
1.滑配件部分材料的選用
CAVITY
VIKING HRC56±2° 8407MS HRC50±2°
各类模具常识
各类模具常识
2）模具零件的最终热处理 ① 淬火：淬火和回火是模具零件加工过程中的关键工序之一。随 着淬、回火质量的优劣，模具使用寿命会出现悬殊差别。 为了缩短淬火保温时间、减小淬火开裂与变形倾向,在淬火 加热前要进行预热。 常用模具钢加热、淬火和冷却工艺规范 度硬注 。化： 法括 所号 采内 用数 的据 温是 度指 及二 硬次
表面粗糙度小，Ra0.05 m （表面光洁，轮廓清晰）。 母模可用各种材料，利用率高（一般重复铸多件）；
设备简单，可一槽多模，同时加工不同形状的型腔零件。 效率低，制模周期长；
铸层厚度不均匀 主要用于塑料模、电火花加工用电极的加工，以及小形拉 深凹模、印刷板等。
各类模具常识
E 超声波加工 ① 原理：利用工具端面作超声频震动，并通过悬浮液中的磨料加 工脆硬材料的一种加工方法。
② 表面粗糙度Ra可达0.2μm以上；
③ 可磨削孔径为0.8～200mm。
B 应用 适用于具有孔系凹模淬火后的精加工。
各类模具常识
3）成形磨削 A 原理 把形状复杂的零件的几何线型分解成若干直线、圆弧等简 单几何线型，然后分段进行磨削。 B 特点 ① 热处理后精加工，精度高（IT7～IT6）。 ② 表面质量好 ，Ra可达0.8～0.4μm。 ③ 生产率高。
各类模具常识
C 电解加工 ① 工成形。
② 特点及应用：
加工效率高； 表面粗糙度可达Ra1.6～0.2 m以上； 工具电极基本不损耗，可重复长期
使用； 设备投资大、成本高。 不易达到较高精度和加工稳定性（精度约为±0.1mm左右） 电解产物对环境有污染。 适用于大型型腔模（如锻模、塑料模、压铸模）加工及电
冲压模具材料的要求及选用
冲压模具材料的要求及选用冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、高压和拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高的温度下工作（如冷挤压），工作条件复杂，易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。
因此，对模具工作零件材料的要求比普通零件高。
由于各类冲压模具的工作条件不同，所以对模具工作零件材料的要求也有所差异。
1.冲裁模材料的要求对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。
2.拉深模材料的要求要求模具工作零件材料具有良好的抗粘附性（抗咬合性）、高的耐磨性和硬度、一定的强韧性以及较好的切削加工性能，而且热处理时变形要小。
3.冷挤压模材料的要求要求模具工作零件有高的强度和硬度、高耐磨性，为避免冲击折断，还要求有一定的韧性。
由于挤压时会产生较大的升温，所以还应具有一定的耐热疲劳性和热硬性11.2.2 冲压模具材料的种类及特性制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。
目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
1.碳素工具钢在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。
但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。
2.低合金工具钢低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。
与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。
用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。
3.高碳高铬工具钢常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。
材料的选用及其热处理 前后的组织分析
2．材料的工艺性 在制造业中所谓的工艺就是将原材料经过 一系列的加工变为零件或机器的过程。材料 加工成零件的难易程度，将直接影响零件的 质量、生产效率和成本。表12—1给出了各 种材料机械加工工艺性能的相互对比
材料 Y12
加工性指数 100
材料 18 8不锈钢
加工性指数 25
Y12Pb
材料时应注意降低零件的总成本。零件的总 成本包括材料本身的价格、加工等直接成本 和其他一切间接所开支的成本，如运费与安 装等。
材 料 碳素结构钢 低合金结构钢 优质碳素结构钢 易切钢 合金结构钢(除铬一镍) 铬镍合金结构钢(中合金钢) 滚动轴承钢 合金工具钢 低合金工具钢 高速钢 硬质合金
相对价格 1 1．25 3～1.5 1．7 1．7～2．5 5 3 1．6 3～4 16～20 150～200
1、
工程材料选用原则和方法
机械制造中，设计产品、设计工艺装备(刃
具、夹具、模具、量具等)以及生产零件时， 都会遇到选择材料，确定热处理方法，安排 加工工艺路线等方面的问题.合理地选择材 料与热处理工艺不仅能保证零件内在的质量， 同时直接关系到产品的经济效益。
1．材料的使用性 材料的力学性能、物理性能和化学性能，是选材 时首先应予保证的。 对于机器零件和工程构件，最重要的是力学性能。 如何才能准确地了解具体零件的 力学性能指标，这就要能正确地分析零件的受力状 态、载荷性质、工作温度、环境条件等几 方面。受力状态有拉、压、弯、扭、剪等；载荷性 质有静态载荷、动态冲击载荷和动态交变载 荷等；工作温度可分为高温、低温；除应考虑以上 所提的机械性能外，还应考虑零件的特殊 要求和使用的环境。
４、通过磨片试验和多媒体分析软件，对材
料（未知材料）的金相组织迚行分析，并指 出该材料的处理工艺和对应组织、用途、性 能、化学成分、应达到的强度、韧度、塑性、 硬度等技术指标。 ５、实验结果分析
塑料模具钢的选择及热处理
4、预硬型塑料模具钢 预硬型模具钢是为了解决大型模具的淬火问题 而出现的。可用来制造各种尺寸的模具，尤其 是复杂的塑料模具。
材料的供货状态为热处理状态，即材料已具备 必要的使用性能。
可进行表面处理，提高材料的某些性能，特别 是耐磨性和耐腐蚀性。
材料在相应加工之后不需再进行热处理，因此 避免了变形问题。省掉了所有与热处理变形有 关的后续加工，保证了模具的制造精度。
精度高、超镜面，用于大型、复杂的模具。
ห้องสมุดไป่ตู้
6、耐蚀塑料模具型钢
在加工的过程中，有些塑料可能会分解出有腐 蚀性的物质，比如盐酸、醋酸等。在通常情况 下，可以将模具进行电镀处理，使表面覆上一 层保护层，比如铬层、镍层等。但是这样的覆 层只有当覆层均匀、且模具上没有尖锐的棱边 时才能长期起作用。覆层不均匀、且模具上有 尖锐的棱边将导致覆层中出现内应力，在承受 负荷的过程中覆层脱落。此外在狭窄的凸起部 位，由于受到弯曲应力的作用，因此很容易脱 落。
马氏体时效钢可以进行表面处理，比如渗N处 理，但处理温度不允许超过480-500℃。 值得注意的是这种材料在硬度比较高（5358HRC）时仍然具有很高的韧性。
此外这类材料可以在不用预热的情况下与同类 材料良好焊接。
主要有18Ni类。
如果用来制造生产磨损较严重塑料（比如有添 加剂）的模具，建议将材料进行表面渗N处理。
渗碳钢经过必要的处理后，表面具有较高的硬 度并且耐磨性很好，同时芯部具有良好的韧性。 由于表面具有较高的硬度，因此材料的抛光性 能很好。
为了达到表面硬度较高的目的，需要经过渗碳 处理以提高材料表层的含C量。在通常情况下， 渗碳层的厚度在0,6-1mm之间，淬火后表面硬 度可以达到58-62HRC。由于处理方式比较复 杂，因此会产生一定的变形，也就是说，在渗 碳处理之后，必须采取一些后续加工措施。