Ⅰ 塑料模具材料有哪些
塑料模具材料按照不同特性可以分为以下六类:
1、预硬型
通过向钢中加入硫、钙、铅、硒等元素,可以有效改善预硬化型塑料模具钢的切削加工性能。我国常用的预硬型塑料模具钢有Y55CrNiMnMoV(SM1),5NiSCa,3Cr2Mo,Y20CrNi3AlMnMo(SM2),4Cr5MoSiVS, 8Cr2Mn-WMoVS(8CrMn) 。
2、渗碳型
渗碳型塑料模具用钢有瑞典的8416、美国的P2和P4等。国内常采用工业纯铁(如DT1和DT2)、20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢,以及国内最新研制的冷成形专用钢 0Cr4NiMoV(LJ)。
3、淬硬型
常用的淬硬型塑料模具钢有:碳素工具钢 (如T7A、T8A)、低合金冷作模具钢(如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV钢)、Cr12型钢(如Cr12MoV钢)、高速钢(如W6Mo5Cr4V2钢)、基体钢和某些热作模具钢等。
4、时效硬化型
时效硬化型塑料模具钢有18Ni140级,18Ni170级和18Ni210级,除此之外还有10Ni3MnCuAl(PMS),18Ni9Co,06Ni16MoVTiAl,25CrNi3MoAl ,其特点是含碳量低、合金度较高,经高温淬火后将形成的固溶体进行时效处理,可以造成钢的强化和硬化。
5、调质型
调质型塑料模具钢如45,50,55,40Cr,40Mn,50Mn,S48C,4Cr5MoSiV,38CrMoAlA.钢属析出硬化不锈钢 ,硬度为32~35HRC时可进行切削加工。该钢再经460~480℃时效处理后,可获得较好的综合力学性能。
6、耐蚀型
耐蚀型塑料模具钢主要有1Cr18Ni9,2Cr13,3Cr13,3Cr17Mo,Cr16Ni4Cu3Nb(PCR),0Cr17Ni4Cu4Nb(74PH) 。
Ⅱ 塑料模具的材料选择
1、塑料模的工作条件
由于塑料及塑料成型工业的发展,对塑料的模具的质量要求也越来越高,因而塑料模具的失效问题及其影响因素已成为重要的研究课题。塑料模的主要工作零件是成型零件,如凸模、凹模等,它们构成塑料模的型腔,以成型塑料制件的各种表面并直接与塑料接触,经受压力、温度、摩擦和腐蚀等作用。
2 、塑料模材料失效原因分析
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。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。
从模具失效的普遍现象分析,塑料模具在服役过程中,可产生磨损失效、局部性变形失效和断裂失效。塑料模具的重要失效形式可分为磨损失效、局部塑性变形失效和断裂失效。
3、 塑料模具钢性能要求 随着制造业快速发展,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,随着高性能塑料的发展和不断生产,塑料制品的种类日益增多,用途不断扩大,制品向精密化、大型化、复杂化发展。成型生产向高速化发展,模具的工作条件也越趋复杂。
1)型腔表面的磨损和腐蚀
塑料熔体以一定的压力在模腔内流动,凝固的塑件从模具中脱出,都对模具成型表面造成摩擦,引起磨损。造成塑料模具磨损失效的根本原因就是模具与物料间的摩擦。但磨损的具体形式和磨损过程则与许多因素有关,如模具在工作过程中的压力、温度、物料变形速度和润滑状况等。当塑料模具使用的材料与热处理不合理时,塑料模具的型腔表面硬度低,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。尤其是当使用固态物料进入塑模型腔时,它会加剧型腔面的磨损。加之塑料加工时含有氯、氟等成分受热分解出腐蚀性气体HC1、HF,使塑料模具型腔面产生腐蚀磨损,导致失效。如果在磨损的同时又有磨损损伤,使型腔表面的镀层或其他防护层遭到破坏,则将促进腐蚀过程。两种损伤交叉作用,加速了腐蚀一磨损失效。
2)塑性变形失效
塑料模型腔表面受压、受热可引起塑性变形失效,尤其是当小模具在大吨位设备上工作时,更容易产生超负荷塑性变形。塑料模具所采用的材料强度与韧性不足,变形抗力低;塑性变形失效另一原因,主要是模具型腔表面的硬化层过薄,变形抗力不足或工作温度高于回火温度而发生相变软化,而使模具早期失效。
3)断裂
断裂的主要原因是由于结构、温差而产生的结构应力、热应力或因回火不足,在使用温度下,使残余奥氏体转变成马氏体,引起局部体积膨胀,在模具内部产生的组织应力所致。
塑料模具的工作条件与冷冲模不同, 一般须在150℃-200℃下进行工作,除了受到一定压力作用外,还要承受温度影响。同一种模具会有多种失效形式,即使在同一个模具上也可能出现多种损伤。从塑料模的失效形式可知,合理的选用塑料模具材料和热处理是十分重要的,因为它们直接关系到模具的使用寿命。所以,塑料模具用钢应满足以下要求:
1)耐热性能
随着高速成型机械的出现,塑料制品运行速度加快。由于成型温度在200--350℃之间,如果塑料流动性不好,成形速度又快,会使模具部分成型表面温度在极短时间内超过400℃。为保证模具在使用时的精度及变形微小,模具钢应有较高的耐热性能。
2) 足够耐磨性
随着塑料制品用途的扩大,在塑料中往往需添加玻璃纤维之类的无机材料以增强塑性,由于添加物的加入,使塑料的流动性大大降低,导致模只的磨损,故要求棋具有良好的耐磨性。
3) 优良的切削加工性
大多数塑料成型模具,除电火花加工还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命,在切削过程中加工硬化小。为避免模具变形而影响精度,希望加工残余应力能控制在最小限度。
4) 良好的热稳定性
塑料注射模的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此应尽量选用具有良好的热稳定性的材料。
5)镜面加工性能
型腔表面光滑,成型面要求抛光成镜面,表面粗糙度低于Ra0.4μm,以保证塑料压制件的外观并便于脱模。
6)热处理性能
在模具失效事故中,因热处理造成的事故一般是52.3%,以致热处理在整个模具制造过程中占有重要的地位,热处理工艺的好坏对模具质量有较大的影响。一般要求热处理变形小,淬火温度范围宽,过热敏感性小,特别是要有较大的淬硬性和淬透性等等。
7) 耐腐蚀性
在成形过程中可能放出腐蚀气受热分解出具有腐蚀性的气体,如HC1、HF等腐蚀模具,有时在空气流道口处使模具锈蚀而损坏,故要求模具钢有良好的耐蚀性。
4 、新型塑料模具钢
一般塑料模具常采用正火态的45钢或40Cr钢经调质制造。硬度要求较高的塑料模具采用CrWMn或Crl2MoV等钢制造。对工作温度较高的塑料模具,可以选择用韧性高的热作模具钢。为了满足塑料型腔对尺寸精度和表面质量的更高要求,新近又研制一系列新型模具钢。
1)渗碳型塑料模具钢
渗碳型塑料模具钢主要用于冷挤压成型型腔复杂的塑料模具,这类钢的含碳量较低,常加元素Cr,同时加入适量Ni、Mo和v,作用是提高淬透性和渗碳能力,为了便于冷挤压成形,这类钢在退火状态须有高的塑性和低的变形抗力,退火硬度≤1 00HBS。在冷挤压成形后进行渗碳和淬火回火处理,表面硬度可达58---62HRC。此类钢国外有专用钢种,如瑞典的8416、美国的P2和P4等。国内常采用12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢、20Cr2Ni4A,耐磨性好,无塌陷及表面剥落现象,模具寿命提高。钢中元素cr,Ni、Mo、V增加渗碳层的硬度和耐磨性及心部的强韧性。
2)预硬型塑料模具钢
这类钢的含碳量为0.3% -O.55%,常用合金元素有Cr、Ni、Mn、v等。为了改善其切削性,加入s、ca等元素.通过研制、引进又发展了几种典型塑料模具钢Y55CrNiMn-MoVS(SMI)是中国研制的含S系易切削塑料模具钢,其特点是预硬态交货硬度为35_40 HRC,有较好的切削加工性,加工后不再热处理,可直接使用。加人Ni固溶强化并增加韧性,加入Mn与S形成易切削相MnS;加入Cr、Mo、V,增加钢的淬透性 8Cr2S钢就足属于易切削精密模具用钢。
3)时效硬化型塑料模具钢
开发了低钴、无钴、低镍的马氏体时效钢,MASI是一种典型的马氏时效钢。经8150C固溶处理后,硬度为28—32HRC,叮进行机械加工,再经4800C时效,时效时折出Ni3Mo、Ni3Ti等金属间化合物,使硬度达到48—52 HRC。钢的强韧性高、时效时尺寸变化小、焊补性能好,但钢的价格昂贵、在国内不太受欢迎。
4)耐蚀塑料模具钢
以聚氯乙烯(Pvc)及ABS加抗燃树脂为原料的塑料制品,在成形过程中分解产生腐蚀性气体,会腐蚀模具。因此,要求塑料模具钢具有很好的耐蚀性能。国外常用耐蚀塑模钢有马氏体不锈钢和析出硬化型不锈钢两类。国外的有如瑞典ASSAB公司的STVAX(4Crl3)和A SSAB一8407等。
Ⅲ 塑料模具的常用材料
718:预加硬纯洁均匀,抛光性特佳
738:优质预硬,硬度均匀易切削加工
NAK80:高硬度,镜面效果特佳,放电加工良好,焊接性能极佳
S136:高精度镜面抛光,抗锈蚀能力极佳,热处理变形少
8407:热模钢,高韧性及耐热性良好
Ⅳ 用什么材料做模具比较好
3Cr2NiMo(P4410)塑料模具钢
P4410钢在硬度值为32~36HRC范围内,具有良好的车、铣、磨等加工性能。
P4410钢也可采用火焰局部加热淬火,加热温度800~825℃,在空气中或用压缩空气冷却,局部表面硬度可达56~62HRC,可延长模具使用寿命。也可对模具进行表面镀铬,表面硬度可由370~420HV提高到1000HV,显著提高模具的耐磨性和耐蚀性。
P4410钢制造的模具,局部损坏后也可用补焊法修补,焊接质量良好,可以进行加工。
P4410钢在预硬态(30~36HRC)使用,防止了热处理变形,适于制造大型、复杂、精密塑料模具。该钢也可采用渗氮、渗硼等化学热处理,处理后可获得更高表面硬度,适于制作高精密的塑料模具。
8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)钢
8Cr2MnWMoVS属易切削精密塑料成形模具钢,是为适应精密塑料模和薄板无间隙精密冲裁模之急需而设计的,其成分设计采用了高碳多元少量合金化原则,以硫作为易切削元素。8Cr2S钢的化学成分及性能在第一章第二节已经介绍过,这里就使用方面再进一步介绍。
1.钢的特点
(1)热处理工艺简便,淬透性好:空冷淬硬直径φ100mm以上,空淬硬度为61.5~62HRC,热处理变形小。当860~900℃淬火,160~300℃回火时,轴向总变形率<0.09%,径向总变形率<0.15%。
(2)切削性能好:退火硬度为207~239HBS,切削加工时,可比一般工具钢缩短加工工时1/3以上。硬态40~45HRC时,用高速钢或硬质合金刀具进行车、铣、刨、镗、钻等加工,相当于碳钢调质态,硬度为30HRC左右的切削性能,远优于Cr12MoV钢退火态硬度为240HBS时的切削性能。
(3)镜面研磨抛光性好:采用相同的研磨加工,其表面粗糙度比一般合金工具钢低1~2级,最低表面粗糙度为Ra 0.1μm。
(4)表面处理性能好:渗氮性能良好,一般渗氮层深达0.2~0.3mm,渗硼附着力强。
2.应用
8Cr2S作为预硬钢适宜于制作各种类型的塑料模、胶木模、陶土瓷料模以及印制板的冲孔模。该钢种制作的模具配合精密度较其它合金工具钢高1~2个数量级,表面粗造度低1~2级,使用寿命普遍高2~3倍,有的高十几倍。
5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)钢
5NiSCa属易切削高韧性塑料模具钢,在预硬态(35~45HRC)韧性和切削加工性良好;镜面抛光性能好,表面粗糙度低,可达Ra 0.2~0.1μm,使用过程中表面粗糙度保持能力强;花纹蚀刻性能好,清晰,逼真;淬透性好,可作型腔复杂、质量要求高的塑料模。该钢在高硬度下(50HRC以上),热处理变形小,韧性好,并具有较好的阻止裂纹扩展的能力。
1.化学成分及相变点
5NiSCa钢采用中碳加镍,其主要化学成分见表3-9。
表3-9 5NiSCa钢的化学成分(质量分数) (%)
C Cr Ni Mn Mo V S Ca
0.57 0.89 1.03 1.19 0.52 0.26 0.028 0.0036
加热时相变点695~735℃,冷却时相变点378~305℃,Ms220℃。
2.工艺性能
(1)锻造:加热温度1100℃,始锻温度1070~1100℃,终锻温度850℃,锻后砂冷。
(2)球化退火:加热温度770℃,保温3h,等温温度660℃,保温7h,炉冷到550℃出炉空冷。退火硬度≤241HBS,加工性能良好。
(3)淬火:淬火温度880~900℃,小件取下限,大件取上限,油冷或260℃硝盐分级淬火。
3.力学性能
5NiSCa钢经880℃和900℃淬火后的力学性能,见表3-10所列。
表3-10 5NiSCa钢不同温度淬火及回火后的力学性能
淬火/℃ 回火/℃ σ0.2/Mpa σb/MPa σbc/MPa δ(%) ψ(%) αk/(J/cm2) HRC
880 575 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 45.5
625 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 39
650 1008.4 1045.7 1011.4 9.0 45.3 56.8 36
900 575 1364.2 1430.8 1442.6 7.9 39.6 42.1 47
625 1252.4 1291.6 1355.3 8.3 41.7 49 41.5
650 1061.3 1084.9 1110.3 10.5 47.0 66.6 37
4.生产应用
5NiSCa钢可用作型腔复杂、型腔质量要求高的注射模、压缩模、橡胶模,印制板冲孔模等效果显著。
Y55CrNiMnMoV(SM1)
SM1属易切削调质型预硬化塑料模具钢,预硬态交货,预硬硬度为35~40HRC。易切削效果明显、性能稳定、综合性能明显优于45钢,还具有耐蚀性较好和可渗氮等优点。
1.化学成分及相变点
Y55CrNiMnMoV钢的化学成分,见表3-11。
表3-11 SM1钢化学成分(质量分数) (%)
C Mn S P Cr Ni Mo V Si
0.50~0.60 0.80~1.20 0.080~0.150 <0.030 0.80~1.20 1.00~1.50 0.20~0.50 0.10~0.30 <0.40
相变点 Ac1712℃、Ac3772℃、Ms290℃。
2.工艺性能
(1)锻造:锻造性能良好,锻造无特殊要求。
(2)软化处理:800℃加热、保温3h,680℃等温加热5h,硬度≤235HBS。
(3)淬火、回火:800~860℃加热油淬,600~650℃回火。
3.力学性能
经上述处理后,SM1的力学性能见表3-12所示。
表3-12 SM1钢的力学性能
σb/MPa σ0.2/Mpa δ5(%) ψ(%) αk/(J/cm2) 硬度HRC
1176 980 15 45 44 35
4.实际应用
Y55CrNiMnMoV钢生产工艺简便易行,性能优越稳定,使用寿命长。经电子、仪表、家电、玩具、日用五金等行业推广应用,效果显著。
Ⅳ PPC材料做塑料产品模具型腔应该用什么材料
只要做到透气好,耐腐蚀,抗热变,易脱模就可以了
Ⅵ 塑料模具用的是什么材质
根据你的产品是什么而定。但多得是调治45钢
Ⅶ 模具一般用什么材料做的
有五抄金和塑胶。
五金袭模具分为:包括冲压模 ( 如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等)、锻模(如模锻模、镦锻模等)、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等;
非金属模具分为:塑料模具、无机非金属模具、砂型模具、真空模具和石蜡模具等。
模具基本特点:
(1) 加工精度要求高
一副模具一般是由凹模、凸模和模架组成,有些还可能是多件拼合模块。于是上、下模的组合,镶块与型腔的组合,模块之间的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达μm级。
(2) 形面复杂
有些产品如汽车覆盖件、飞机零件、玩具、家用电器,其形状的表面是由多种曲面组合而成,因此,模具型腔面就很复杂。有些曲面必须用数学计算方法进行处理。
(3) 批量小
模具的生产不是大批量成批生产,在很多情况下往往只生产一付。
(4) 工序多
模具加工中总要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。
(5) 重复性投产
模具的使用是有寿命的。当一付模具的使用超过其寿命时,就要更换新的模具,所以模具的生产往往有重复性。
Ⅷ 注塑模具 用什么材料做的
ABS,PC ,AS,PS等以下是合理选择注塑模具的要求:(希望对你有帮助)。
1、高耐蚀性很多树脂和添加剂对型腔表面都有腐蚀作用, 这种腐蚀使型腔表面金属溶蚀、剥落,表面状况变坏、塑件质量变差。所以,最好使用耐蚀钢,或对型腔表面进行镀铬、钹镍处理。
2、耐磨性好注塑塑件表面的光泽度和精度都和注塑模具型腔表面的耐磨性有直接关系,特别是有些塑料中加人了玻纤、无机填料及某些颜料时,它们和塑料熔体一起在流道、模腔中髙速流动,对型腔表面的摩擦很大,若材料不耐磨,很快就会磨损,使塑件质量受到损伤。
3。良好的尺寸稳定性在注塑成型时,注塑模具型腔的温度要达到300℃以上。为此,最好选用经适当回火处理的工具钢(热处理钢)。否则会引起材料微观结构的改变,从而造成注塑模具尺寸的变化。
(8)做塑料模具用什么材料扩展阅读:
模具保养:
1、加工企业首先应给每副模具配备履历卡,详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况,据此可发现哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小,以提供发现和解决问题的信息资料,以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料,以缩短模具的试车时间,提高生产效率。
2、加工企业应在注塑机、模具正常运转情况下,测试模具各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来,通过这些信息可确定模具的现有状态,找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在,根据塑件提供的信息,即可判断模具的损坏状态以及维修措施。
3、要对模具几个重要零部件进行重点跟踪检测:顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出,若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产,故应经常保持模具顶针、导柱的润滑(要选用最适合的润滑剂)。
并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤,一经发现,要及时更换;完成一个生产周期之后,要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护,以确保其始终处于最佳工作状态。