注塑模具材料的选用与热处理【超强解读】
塑料模具钢选择及热处理

热处理质量控制
热处理工艺的选择:根据塑料模具钢的种类
01
和性能要求选择合适的热处理工艺
温度控制:严格控制热处理过程中的温度,
02
确保达到预定的工艺要求
时间控制:准确控制热处理过程中的时间,
03
确保达到预定的工艺要求
冷却方式:选择合适的冷却方式,确保塑料模
04
具钢的热处理质量达到预定的工艺要求
2
正火:将塑料模具 钢加热到一定温度, 保温一定时间后冷 却,以改善组织, 提高硬度和强度。
5
调质:将塑料模具 钢加热到一定温度, 保温一定时间后冷 却,以获得良好的
综合力学性能。
3
淬火:将塑料模具 钢加热到一定温度, 保温一定时间后快 速冷却,以获得高 硬度和高耐磨性。
6
化学热处理:将塑 料模具钢加热到一 定温度,保温一定 时间后冷却,以获 得良好的耐磨性和
演讲人
目录
01. 塑料模具钢的选择 02. 塑料模具钢的热处理 03Байду номын сангаас 塑料模具钢的应用
1
塑料模具钢的性能要求
耐磨性:塑料模具钢需要具有良好的耐磨性, 以抵抗塑料的磨损和磨损。
耐腐蚀性:塑料模具钢需要具有良好的耐腐 蚀性,以抵抗塑料的腐蚀和腐蚀。
抗冲击性:塑料模具钢需要具有良好的抗冲 击性,以抵抗塑料的冲击和冲击。
寸符合要求
塑料模具钢的应用实例
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
汽车行业:用 于制造汽车零 部件,如保险 杠、车门等
家电行业:用 于制造家电外 壳,如冰箱、 洗衣机等
电子行业:用 于制造电子产 品外壳,如手 机、电脑等
建筑行业:用 于制造建筑构 件,如门窗、 栏杆等
注塑模具设计中的材料选择与性能考虑

注塑模具设计中的材料选择与性能考虑注塑模具是用于塑料注射成型的重要工具,其设计和材料选择对产品质量和生产效率有着重要影响。
正确选择合适的材料,并考虑其性能因素,可以提高模具的使用寿命和生产效益。
在注塑模具设计中,材料选择和性能考虑是不可或缺的环节。
选材时首先需要考虑模具的使用条件,包括注塑工艺参数、注塑材料特性和产品要求等。
常用的模具材料包括工具钢、不锈钢、合金钢等。
工具钢是最常用的材料,具有高强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性,适用于一般注塑生产。
不锈钢在耐腐蚀性能方面更为突出,适用于高温、高压和腐蚀性环境下的注塑模具。
合金钢具有更高的硬度和耐磨性,适用于一些特殊要求的注塑产品。
选材时需要根据具体情况进行权衡和选择。
另外,注塑模具的导热性能也是一个重要考虑因素。
导热性能好的材料可以更快地将热量传递到模具表面,提高注塑速度和产品质量。
一些具有良好导热性能的铝合金和铜合金常被用于热流道系统的部件制造,以提高注塑效果。
在材料选择的基础上,还需要考虑模具材料的硬度和耐磨性。
模具的硬度直接影响到其抗磨性能和使用寿命。
硬度较高的材料可以提高模具的耐磨性,减少模具磨损和损坏的可能性。
同时,也需要考虑材料的韧性,合适的韧性可以增加模具的抗冲击性和耐用性。
此外,还需要考虑模具材料的耐蚀性和耐腐蚀性。
注塑模具在使用过程中可能接触到各种化学物质或湿度较高的环境,因此需要选择具有良好耐蚀性和耐腐蚀性的材料,以防止模具表面的腐蚀和氧化。
当然,在材料选择的过程中,还需要考虑成本因素。
不同材料的价格和加工难度不同,因此需要综合考虑材料的性能和成本,选择最适合的材料。
除了材料选择,模具设计中还有一些其他性能考虑。
例如,模具的结构设计应该合理,避免出现应力集中和变形等问题。
较为复杂的模具可能需要采用多腔设计,以提高生产效率。
此外,模具的冷却系统设计也是一个重要环节,合理的冷却系统可以有效降低注塑过程中的温度,提高产品的质量。
综上所述,注塑模具设计中的材料选择和性能考虑是关键的环节。
塑料模具材料及热处理

塑料模具材料及热处理用于塑料注射成型的模具称为塑料模具或塑料注射模具。
塑料模具由钢板和其他模具组件的组合制成,耦合形成一个整体模具,然后将其可靠地组装并安装在注塑机中,然后将热塑性树脂施加到所需的形状以实现预期目的。
大多数塑料制品由塑料模具模制而成,根据塑胶成型特性,塑胶模具分为热固性模具和热塑性塑料模具。
就其本质而言,注塑模具在进行成型过程时必须同时满足多种需求。
为了形成具有模腔形状的塑料部件,模具必须在模腔内包含聚合物熔体。
热量从热聚合物熔体传递到较冷的模具钢中,以使注塑成型产品尽可能均匀和廉价。
最后,模具可对零件进行相当可重复的顶出,从而使后续成型更加高效。
模具钢的选择对于塑料应用的成功至关重要,就像树脂的选择对其生产的塑料部件的性能要求一样。
正如树脂的配方是满足塑料应用中的性能要求一样,钢也经过合金化以满足特定的性能要求。
一些应用可能需要具有高硬度和耐磨性的模具钢,以提高分型线的耐用性,而其他应用则需要具有更高韧性的模具钢,以抵抗机械疲劳。
一般来说,具有较高硬度和耐磨性的注塑模具材料往往是那些更脆的材料,并且在几乎所有情况下,具有更高韧性的钢将降低对钢对钢磨损(粘合剂磨损)的抵抗力以及对含有玻璃纤维或矿物填料的树脂的耐磨性。
例如,模具制造商可能会为可能对大多数其他钢材具有腐蚀性的树脂选择不锈钢。
使用硬度较高的钢(洛氏硬度55或更高),以及钢对钢关闭产生取芯的地方,分型线的完整性通常会更大。
一个或两个钢面的硬度范围应为罗克韦尔55至罗克韦尔58。
为了防止玻璃或矿物填充树脂的磨损,建议考虑将A-2,D-2或M-2钢的浇口嵌件与耐磨钢一起插入浇口对面的模芯中。
P-20钢虽然没有用于塑料塑料注塑模具的"通用"钢,但P-20钢一直被视为该行业的主力军。
在Rc30-32的预硬化状态下提供,它非常坚韧,但相当容易加工。
在型腔尺寸超过12x12x12英寸(303.6×303.6×303.6mm)的应用中,它是一种很好的钢,因为这种尺寸的热处理块的成本和相关风险可能令人望而却步。
注塑模具的材料及热处理方法

0.4~0.6
8 X 0.07
0.6~0.8
8 X 0.08
0.8~1.0
10 X 0.10
1.0~1.5
10 X 0.15
1.5~2.0
12 X 0.20
影响因素
收缩率
方向性收缩差
塑料种类
无定形塑料
比结晶性料少
比结晶性料小
结晶度大
大
大
热膨胀系数大
大
——
易吸水、含挥发物多
大
——
含玻纤及矿物填料
0.35~0.45
聚丙烯
1.0~2.5
尼龙1010
0.5~4.0
聚丙烯(玻璃纤维增强)
0.4~0.8
醋酸纤维素
1.0~1.5
聚氯乙烯(硬质)
0.6~1.5
醋酸丁酸纤维素
0.2~0.5
聚氯乙烯(半硬质)
0.6~2.5
丙酸纤维素
0.2~0.5
聚氯乙烯(软质)
1.5~3.0
聚丙烯酸酯类塑料(通用)
0.2~0.9
HT20-40
调质
正火(仅用于模脚)
HRC25~30
浇口套
表面耐磨、冲击强度要高有时还需热硬性和耐腐蚀
T8A,T10A
9Mn2VCrWMn,9CrSi2
Cr12
淬火加低温回火
淬火加低温回火
HRC55~60
HRC55~60
斜导柱、导柱及导套等
20,20Mn2B
T8A,T10A
渗碳
表面淬火
HRC50~55
聚苯乙烯(通用)
0.6~0.8
聚丙烯酸酯类塑料(改性)
0.5~0.7
聚苯乙烯(耐热)
注塑模具的材料选择与性能分析

注塑模具的材料选择与性能分析注塑模具是工业制造中常用的一种生产工具,它对注塑产品的质量和生产效率具有重要影响。
选择合适的注塑模具材料是保证模具性能和生产效果的关键因素。
本文将介绍注塑模具的材料选择和性能分析,帮助读者理解模具材料的特点和选择原则。
一、注塑模具材料的选择原则1. 导热性能:注塑模具在注塑过程中需要经受高温和高压条件,因此模具材料应具有良好的导热性能,能够迅速将塑料熔融物质传导出去,提高注塑速度和效率。
2. 机械性能:模具需要承受注塑过程中的高压和冲击力,模具材料应具有较高的强度和硬度,以确保模具在使用过程中不容易变形和损坏。
3. 耐磨性:模具的使用寿命直接影响生产效率和成本,模具材料应具有良好的耐磨性,能够抵抗塑料材料和填充物的摩擦和磨损。
4. 抗腐蚀性:注塑过程中常用的塑料材料具有一定的腐蚀性,模具材料应具有良好的抗腐蚀性,能够在长时间使用中不受损。
5. 加工性能:模具材料应具有较好的加工性能,包括可加工性、热处理性和可修复性等方面,以便在制造过程中满足不同形状和结构的模具需求。
二、常用的注塑模具材料1. 工具钢:工具钢是注塑模具最常用的材料之一,具有优异的机械性能、导热性能和耐磨性能。
根据不同的工作条件和要求,可选用不同牌号的工具钢,如P20、718、NAK80等。
2. 不锈钢:不锈钢具有良好的抗腐蚀性和耐高温性能,适用于注塑模具中接触有腐蚀性塑料材料的部位。
常用的不锈钢材料有SUS420、SUS630等。
3. 铝合金:铝合金具有优异的导热性能和加工性能,适用于注塑模具中需要散热的部位,如模具芯部。
常用的铝合金材料有7075、6061等。
4. 高温合金:高温合金具有良好的耐高温性能,在需要经受高温条件的注塑模具中应用广泛。
常用的高温合金材料有铸造镍基合金、铸造钴基合金等。
三、注塑模具材料性能分析1. 工具钢具有较高的机械性能和导热性能,适用于大部分注塑模具的制造。
但工具钢的加工难度较大,制造成本较高。
浅谈塑料成型模具钢材的选用和热处理

浅谈塑料成型模具钢材的选用和热处理摘要:塑料是20世纪人类重大的发明,它的出现和广泛使用,给我们的生活带来了极大的方便,为人类的物质文明谱写了新的篇章。
不管是在工业生产中还是在我们的生活中,塑料产品无处不在。
而生产的塑料产品的工具即注塑模具,它在这种生产关系中起到至关重要的作用。
塑料经过塑化成高温的流态状液体,注射到模具中,进过冷却成型,脱模等工序最后成制品。
在这个过程中,塑料在成型时因分子的拉伸和剪切,在制品中会留下残余应力,这种残余应力会导致不但会使制品变形而且会使模具变形甚至开裂。
所以注塑模具对钢材的要求非常高,模具钢材的选择对模具寿命,加工性,精度影响都非常大。
本文主要简述了注塑模具模具钢的性能,选用,常用钢材,塑料模具钢的热处理等方面。
关键词:模具材料模具钢模具钢性能模具钢热处理近年来我国制造也得飞速发展,而模具制造业更是如此。
模具制造业的首要问题就是模具材料,模具材料直接影响模具的质量及模具产品的质量。
塑料模具是模具中的一个不可忽视的分支。
因此,我国对塑料成型模具材料需求量越来越大,同时还对材料的质量、性能、品种规格等提出了越来越高的要求。
由于我国的模具材料需求量之大,浪费量大,所以国内的模具使用的进口的较少,一般都是国产的。
利用钢的合金化成分设计原理结合我国冶金技术的特点合成一种新的钢种和引进国外材料先进、性能优良的钢种,进行国产化研制是我国主要的两种开发研制模具钢的方法。
1塑料模具钢应该具备的性能不管是五金模具还是塑料模具,模具对钢材的要求都非常高,因为钢材的性能直接影响模具寿命,加工的难易程度,模具的精度,后期使用中对制品的性能影响等影响很大。
塑料模具钢对性能的要求内容因模具的结构,,模具的寿命,成型制品的塑料料,成型品的性能,外观,尺寸精度而要求也不同,但一般应满足如下要求:1)机械加工性能优良。
由于塑料模具制造成本高,材料只占模具成本的一小部分,因此在选钢材时,在满足性能要求下,应优选工艺性能好,性能稳定和使用寿命长的钢种。
注塑模具钢材的选用与热处理对模具寿命的影响分析
注塑模具钢材的选用与热处理对模具寿命的影响分析摘要:随着科技的发展和社会需求的不断增大,塑料模具的使用已经成为塑料产品生产的一种普遍手段,PC+ABS也不例外。
塑料模具的使用极大的提高了PC+ABS塑料件的生产效率,满足了市场生产需求。
本文主要对注塑模具钢材使用寿命的影响因素进行了探讨分析,重点分析了钢材选用和热处理对模具寿命的影响,并提出了一些相关建议,以供参考。
关键词:注塑模具;钢材;模具寿命;影响前言为了满足工业生产要求,塑料件在加工生产时就需要使用性能更加优良、使用更加方便,成本更加低廉的注塑模具。
另外,注塑模具本身的成本较高,若其使用寿命较短,则将会大大增加塑料件的生产总成本,不利于其生产效益的提升。
为此,研究分析影响注塑模具使用寿命的因素十分有必要。
以下本文就从钢材的选用及其热处理工艺的角度进行分析,提出一些建议看法。
1.注塑模具的失效形式和寿命1.1模具失效机理说明一般来讲,注塑模具在使用一定时间后,可能会出现较为明显的失效现象,包括磨损、变形以及断裂。
一旦出现这些失效现象,模具就无法再继续使用。
1.2注塑模具主要失效形式(1)模具的侵蚀失效。
模具的型腔会由于受到磨损而出现尺寸过大或者过小的现象,使得模具的型腔粗糙程度加剧,表面质量不达标。
特别是塑模的型腔中出现了固态物料成分也会加剧型腔的磨损状态。
久而久之,模具就会出现侵蚀失效的现象,影响模具使用寿命。
(2)模具的变形失效。
由于注塑模具本身所用钢材的韧度不足,模具在使用中很容易出现变形的现象。
例如加入一定量的填充物就会出现超载或者是受压的现象,影响到应力分布,加剧部分位置的损坏程度,导致模具变形失效。
另外,如果塑模型腔的薄层过硬,就会出现局部的塑性变化,或者是出现麻点、棱角的现象,从而影响到模具的使用寿命。
当然,如果钢材回火不充分也会影响到模具的使用寿命,缩短其使用期限。
(3)断裂失效。
目前工业生产中很多注塑模具的形状都比较复杂,会有较多的棱角。
塑料模具材料及热处理
5、预硬钢材料模具零件制造 如5NiSiCa、3CrMo(P20)钢的加工工艺路线为:下料 改锻 球化退火 机械加工外表面 预硬处理 (34~42HRC) 机械粗加工 去应力退火 机械精加 工 研磨抛光 装配。 作业: 1、塑料模具钢应俱备哪些性能? 2、举出六种常用塑料模具材料,并简述其性能。 3、塑料模具镶件渗碳、渗氮的作用是什么?二者有什么区别?
2、模具材料的表面处理 表面处理指以加热或化学处理方法,使模具表面在一定厚度 范围内硬度增加的方法。常见的表面处理方法有:火焰表面淬 火、表面高频淬火、渗碳淬火、渗氮、氮碳共渗、电镀等。 1)火焰淬火:用氧气、乙炔火焰将需要硬化的金属表面快速 加热至淬火温 度,以冷却介质(水)急冷淬硬表面。特点是 零件表面淬火硬化,芯部具有较好的塑性和韧性,淬火应力小。 适用于模具局部淬火,如滑动零件摩擦面的淬火,可提高模具 耐磨性,延长模具寿命。 2)表面高频淬火:利用高频感应电流将钢材表面快速加热到 淬火温度的瞬间,停止加热,再用淬火介质急冷。常用材料中 碳钢、高碳钢、合金钢,如导柱、导套、复位杆、斜导柱等。
7、Be-Cu铍青铜 出厂硬度28~35HRC,该材料热传导性能优良,切削性能 好且具有一定的硬度。可制造优美的曲面、立体文字。适用 于需要快速冷却或精密铸造的型芯、镶件。
二、塑料模具零件常用材料 表10-1塑料模具零件常用材料
10.2塑料模具钢材的热处理 一、模具钢材的热处理 通常模具钢材在出厂前已经过热处理,即预硬钢(经硬化 及回火),加工中不必再热处理就能保证获得较高的形状和 尺寸精度,且易于抛光。但模具寿命和精度都要求很高时, 预硬钢难以满足使用要求,需对模具成型零件进行热处理或 表面处理,如型腔渗氮、型芯淬火等热处理工艺。 1、模具钢材的热处理 1)退火:将钢或合金加热到适当的温度,保温一定时间, 然后随炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。 退火的目的: ①降低钢的硬度、提高塑性,以利于切削加工和冷变形加工。 ②细化晶粒,消除铸件、锻件、焊接件引起的组织缺陷,均 匀钢的组织及成分,改善钢的性能,为以后热处理做好组织 上的准备。 ③消除内应力,防止变形和开裂。
合理选用塑料模具的材料与热处理,提高模具使用寿命
合理选用塑料模具的材料与热处理,提高模具使用寿命蒋美丽(湖南大学衡阳分校,湖南衡阳421101)0 前言塑料在国民经济的多个领域中得到广泛的应用,而它的产量按体积计算在世界上已超过了钢铁的产量。
同时,塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具,在总的模具产量中所占的比例逐年增加,在当前已处于重要位置。
在我国塑料模具的应用在国民经济中的地位愈来愈重要。
它的钢材耗用量大,品种规格多,形状复杂,表面粗糙度值要求低,制造难度大。
因此,探讨塑料模具的制造中的选用材料与热处理问题,综合分析其工作条件、失效、性能,合理选用材料与热处理以及提高它的使用寿命,保证制件质量,降低制造成本显得非常重要。
1 塑料模具的工作条件塑料模具的工作条件详见表1表1 塑料模具的工作条件分类条件工作压力(MPa )工作温度(℃)摩擦状况进型腔时物料状态腐蚀状态小结热固性塑料模2000~8000150~250摩擦磨损大固体粉末状态或预制坯料有时有腐蚀受热、受力、受磨损较大热塑性塑料模3000~6000150~250摩擦磨损小,当加入某些固态填料时(如玻璃纤维、石英粉)磨损较大粘流状态有时有腐蚀受热、受力磨损较小2 塑料模具失效因素分析(1)一般模具失效因素分析一般模具制造中包括模具设计、选用材料、热处理机械加工、调试与安装等过程。
根据调查表明:模具失效的因素中,模具所使用的材料与热处理是影响使用寿命的主要因素(详见表2),其比例约占70%,国内外的有关资料也表明了相同的结果。
从全面质量管理的角度出发,不能把影响模具使用寿命的诸因素作为多项式之和来衡量,而应该是多因素的乘积,这样模具材料与热处理的优劣在整个模具制造过程中就显得特别重要。
表2 模具失效因素失效因素热处理原材料使用机械加工锻造设计所占百分比(%)5212171810819718313(2)塑料模具失效因素分析塑料模具的重要失效形式为磨损失效,局部塑性变形失效和断裂失效。
①当塑料模具使用的材料与热处理不合理,塑料模具的型腔表面硬度低,而耐磨性差,其表现为,型腔面因磨损及变形引起的尺寸超差;粗糙度值因拉毛而变高,表面质量恶化。
模具的选材及热处理工艺课件
研究陶瓷材料在模具制造中的应用,具有高硬度、高强度和高耐 磨性,适用于制造高温、高压模具。
先进热处理技术发展动态
真空热处理技术
采用真空环境进行热处理,减少模具变形和开裂,提高模具质量和 性能。
感应加热技术
采用感应加热方式对模具进行快速、均匀的加热,提高热处理效率 和模具性能。
激光热处理技术
加工成本
不同材料的加工难度和加工成本不同,选材时应综合考虑材料的加工成本因素,选择易于加工且成本 合理的材料。
02
常用模具材料介绍
碳素工具钢
优点
碳素工具钢具有来源广、切 削加工性好、价格低廉、热 处理后可以得到高硬度和较
好的耐磨性等优点。
缺点
淬透性差、热处理变形大、 回火抗力低、承受冲击和交
变载荷的能力差。
高速工具钢
优点
高速工具钢具有高硬度、高耐磨性、高热硬性等优点,可以承受较高的切削速度和较大的切削力,同时具有较好的韧 性和抗冲击能力。
缺点
价格较高,切削加工性较差,热处理变形较大。
应用
适用于制造高速切削刃具和冷冲裁模等。常用牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。
硬质合金与钢结硬质合金
01 02
压铸模具
选用高韧性、高热强性的材料,如热作模具钢、铜基合金等,进行淬火和回火 处理,提高抗热疲劳性能和耐磨性。对于大型压铸模具,可选用铸铁材料。
05
模具选材与热处理发 展趋势
新型模具材料研发及应用
高性能模具钢
研发具有高强度、高韧性、高耐磨性的模具钢,提高模具使用寿 命和性能。
硬质合金
开发新型硬质合金材料,具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性, 适用于制造高精度、高效率模具。
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模具材料的性能对模具寿命有决定性的影响,根据模具的结构和使用情况,合理选用制模材料是模具工程师的重要任务之一。
模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺,是保证模具质量和使用寿命的重要环节,实际使用证明,在模具失效中由于热处理不当引起的占很大比例。
模具用途广泛,工作条件差别大,制造模具的材料范围很广。
目前,冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的材料以钢为主,有些模具还可采用低熔点合金和非金属材料等。
模具材料的性能要求及选用原则模具用钢主要性能要求如下:1,硬度和耐磨性(最重要的模具失效形式,决定模具寿命)2,可加工性能(模具零件形状复杂,要求热处理变形小)3,强度和韧性(足够的强度承受高压,冲击载荷等要求高韧性)4,淬透性、抛光性、耐腐蚀性(塑料及添加剂的腐蚀作用)。
模具用钢按用途可分为三大类:1,冷作模具钢:制作金属在冷态下变形的模具,包括:冷冲模、冷挤压模、冷镦模、粉末压制模。
要求高硬度、高耐磨性及足够强度和韧性。
2,热作模具钢:制造经过加热的固态或液态金属在压力下成型的模具,包括:热锻模、压铸模。
要求高温下足够的强度、韧性和耐磨性及高热疲劳抗力和导热性3,塑料模具钢:制造各种塑料模具。
塑料品种多,要求差别大,其模具材料范围广。
主要要求工艺性能高(热处理变形小、抛光性好、耐腐蚀)选用一般原则:满足使用性能要求、良好的工艺性能、适当考虑经济性。
模具常用热处理工艺模具热处理包括模具材料热处理和模具零件热处理。
模具材料热处理:在钢厂内完成,保证钢材质量,如基本力学性能,金相组织要符合国家标准或行业标准。
特点是大型工业炉中大批量生产。
模具零件热处理:在模具制造厂完成,或专业热处理厂完成。
特点是小批量或单件生产,工艺复杂多样,设备精良。
热处理工艺方法,分预备热处理和最终热处理。
常用方法有:正火、退火、淬火、调质、渗碳及氮化等,见表。
冷作模具钢及其热处理冷作模具主要用于金属或非金属材料的冲裁、拉伸、弯曲等工序。
工作零件承受拉压、弯曲、冲击、疲劳、摩擦等多种机械力作用。
主要失效形式:断裂、堆塌、磨损、黏着(咬合)、啃伤、软化等。
冷作模具钢的主要性能要求:高变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳、抗黏着性能常用材料包括:碳素工具钢,T10A,T12A低合金钢,9Mn2V、CrWMn、9SiCr、GCr15高合金钢,Cr12、Cr12MoV合金钢主要特点:含C量高、含较多合金元素、合金元素降低钢的马氏体相变点Ms冷作模具钢及其热处理冷作模具钢热处理特点:加热方式(预热或阶梯式升温)、加热介质(采用控制气氛炉、真空炉)、冷却方式(较缓和的冷却方式以减少变形)、表面处理(深冷处理、渗氮)、工序间防护(及时清理)碳素工具钢的热处理:用于要求不太高的小型简单冷作模具工作零件,(T8A,T10A),T10A应用最普遍,强度和韧性较高。
碳素工具钢淬透性差,常规淬火后淬硬层1.5~3.0mm。
低合金钢的热处理:俗称油淬钢,这类钢一般淬火温度较低,在油中冷却,变形小,尺寸稳定性好。
主要材料有:鉻钨锰钢(CrWMn,9CrWMn),锰钒钢(9Mn2V),高碳鉻钢(Cr2),鉻硅钢(9SiCr)高合金钢的热处理:主要是高鉻高碳钢,淬透性极高,具有微变形性,也叫微变形钢,是高级冷作钢。
代表钢号Cr12,Cr12MoV,Cr12W,Cr5MoV等火焰淬火冷作模具钢的热处理:为简化大型、特大型冷作模具的生产过程而专门研制的,其热处理特点是:淬火温度范围很宽(880--1150℃),适合手工操作;淬透性很高,空冷后表面硬度高,芯部性能也好;淬火变形倾向性小。
冷作模具钢与热作模具钢的区别:冷作模具钢侧重硬度、耐磨性。
含碳量高,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性为主。
热作模具钢对硬度要求适当,侧重于红硬性,导热性,耐磨性。
因此含碳量低,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性、红硬性为主。
塑料模具钢及其热处理塑料模具钢的主要特点:1,范围广:从普通钢到专用钢。
专用钢已自成体系,钢号前加SM2,性能要求严格,热处理难度大,要求可抛光性和镜面质量3,避免变形4,耐腐蚀5,易切削性各种钢型的热处理▇预硬化型塑料模具钢的热处理▇易切削预硬化型塑料模具钢的热处理▇非合金中碳塑料模具钢的热处理▇渗C型塑料模具钢的热处理▇耐腐蚀型塑料模具钢的热处理▇时效硬化塑料模具钢的热处理●预硬化钢泛指钢厂已进行最终热处理(淬火回火)的钢材。
●典型预硬化塑料模具钢为:SM3Cr2Mo.其热处理工艺为:840--880℃淬火,油冷,600--650℃回火,空冷,供应硬度32HRC。
●对应的美国钢材为P20,德国钢40CrMnMo7,日本HPM2。
P20钢渗C后热处理工艺为:820--870℃淬火, 150--260℃回火,空冷,渗C层硬度达58-64HRC。
德国钢40CrMnMo7淬透性比SM3Cr2Mo好,加工性、抛光性更好。
●易切削预硬化钢在保证原有性能前提下,添加一种或几种易切削合金元素。
●典型材料有:8CrMnWMoVS(8CrS),含S易切削钢,热处理硬度达40—42HRC时,其切削加工性相当与退火态的T10A钢(200HBS),可抛光性和光刻浸蚀性好。
典型热处理:800±10 ℃退火,保温2-4h,降温到700-720 ℃,保温4-6h,炉冷,硬度<=229HBS,880-920 ℃淬火,空冷,硬度63HRC,160-200 ℃回火,空冷,硬度>=58HRC。
●高韧性易切削钢:5CrNiMnMoVSCa●非合金中碳塑料模具钢是冶金质量(纯洁度)更高的中碳碳素结构钢,含C量在0.4%—0.6%。
●典型材料有:SM45、SM50,同类日本钢号是S45C—S58C。
其热处理工艺与常规工艺无异,对于小型、精度要求不高的塑料模具零件,首选此钢种。
●渗C型塑料模具钢:对受冲击大的塑料模具零件,要求表面硬心部韧,采用渗C钢。
一般零件采用20Cr。
对表面质量要求很高的零件采用专门钢种:12CrNi3A。
●耐腐蚀型塑料模具钢用于制造对金属有腐蚀作用的塑料制品模具零件。
●典型钢种有:Cr13、9Cr18等可强化马氏体不锈钢。
其热处理与一般不锈钢制品热处理相同。
●时效硬化型塑料模具钢:对于形状复杂、高精度、长寿命的塑料模具零件为减少热处理变形和提高模具零件的精度保持性采用时效硬化钢。
模具零件在固溶处理后变软(28-34HRC),便于加工成型,然后再时效硬化,获得所需综合力学性能。
●马氏体时效硬化钢具有高屈强比、良好切削性能和焊接性能。
典型钢种有18Ni在固溶状态下硬度28HRC,480 ℃时效3h,硬度可提高到43HRC,保温时间更长,硬度可达52HRC。
●析出硬化型钢是通过固溶处理和沉淀析出第二相而强化,硬度可达37-43HRC。
代表性钢号有:25CrNi3MoAl。
这类钢冶金质量高,一般采用特殊冶炼,纯洁读好,镜面研磨性好。
其热处理分为:第一次固溶(淬火),第二次固溶处理(回火)和时效处理。
市场上常用塑料模具钢●718塑料模具钢(43元/单位)●718塑料模具钢:交货状态已预加硬至HB285-320(HRC30-35)不需要再淬硬,永不变形;可再加硬至HRC40。
性能说明:经电炉精炼或电渣重溶钢,适合电蚀(电火花)加工,易镜面抛光;淬透性好,综合力学性能好。
主要用于:(1)长期生产或大型塑胶料模具;(2)有镜面抛光要求的大型塑料模具。
●718H (36元/单位)为真空熔炼之铬-镍-钼合金钢,出厂前已经过淬硬及回火处理,具备下俩各项优点:无淬裂和热处理变形风险无需热处理费用缩短模具制作周期降低模具所需成本(例,无需侨正变形)模具易于修正可施以氮化及火眼硬化处理,以增进模具的表面硬度及耐磨性。
718H主要用途:大型长寿命塑胶注塑模,如家电制品,电脑外壳等模具高表面光洁度之塑胶制品模具吹塑模由于硬度高,可用于塑胶模具中之滑块成形工具,压缩-制动模(弯板机模),(视生产需要可施加火焰硬化或氮化处理)构造零件及轴●718H钢材特长:抛光性及加工性好,钢材纯洁度高.●出厂状态:预硬HB 330-370●S136 (96元/单位)●S136 --高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢材一勝百(瑞典)ASSAB STAVAX ESR(S-136)为高級不锈工具钢、其具备以下的特性:●优良的耐腐蝕性●优良的抛光性●优良的耐磨性●优良的機械加工性●淬火時具有优良的穩定性綜合上列的优点,使得該鋼種具有卓越的生産特性。
由於其優良的耐腐蝕性,在塑料模具中使用的好處概述如下:●較低的維修費用模具經過長期使用後,模穴表面仍然維持原先的光滑狀態。
HPM38 (日立金属)高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢材HPM38是13Cr系含Mo不锈钢,经过特殊溶解制造而成有很好的耐腐蚀性。
因此,最适合于要求硬度高且对耐腐蚀镜面性要求高的塑胶模具,而且,HPM38热处理尺寸变化极小,适合精密热处理。
另外,它的浸蚀性好,有利于模具的保养。
主要用于:日用透明産品(家电,医疗,食品)高抛光要求的模具以及耐腐蚀要求的橡胶模具等。
如:通讯器材零件,医疗器械零件等。
特点:抛光性非常好,耐腐蚀性佳,热处理尺寸极小。
热作模具钢及其热处理热作模具主要有鍛模、热挤压模、压铸模等主要失效形式:断裂(开裂或机械疲劳裂纹)、塑性变形或型腔堆塌、热疲劳、热磨损和热熔损.热作模具钢的主要特点:除良好的工艺性能外,还要求在不同温度下具有高的强度、韧性、硬度、热稳定性。
一般含C量较低,多元合金化(含Cr、W、Mo、Ni、V、Si、Co等)较高韧性热作模具钢:用于制造受冲击载荷较大的热作模具工作零件。
典型钢号:5CrNiMo和5CrMnMo。
高热强性热作模具钢:主要制作压铸模、机锻模的工作零件。
要求有较高的热强性、热疲劳性、热熔损、回火抗力、热稳定性。
一般含较多Cr、W、Si、Mo、V等合金元素。
代表钢号有:4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1(国外牌号H13)、4Cr3Mo3SiV高耐磨性热作模具钢:具有红硬性和良好的热磨损性,有较高的高温强度、高温韧性和热稳定性。
代表钢号:3Cr2W8V,含W量高。
淬火温度高:1100-1150 ℃,为减少变形,要缓慢升温,对复杂、大型件应预热其他模具材料的热处理模具用铸铁的热处理:制造大型复杂模具,一般选用球墨铸铁、合金铸铁。
典型热处理为正火及高温回火。
模具用铸钢的热处理:大型锻模,典型代表ZG5CrMnMo、ZG5CrNiMo等。
热处理一般为正火和回火。
钢结硬质合金的热处理:以钢基体为黏结相,以金属碳化物为硬质相,通过粉末冶金工艺压制烧结而成。
其热处理与合金工具钢基本相同。
时效硬化钢凡通过时效热处理可提高硬度的合金钢,均称之为时效硬化合金钢。
典型钢种有马氏体时效钢和沉淀硬化不锈钢。