塑料模具鋼的性能要求

• 耐磨性：磨損會(huì)導(dǎo)致模具精度喪失，是直觀的失效原因

• 耐蝕性：對(duì)于受腐蝕性介質(zhì)的侵害而失效

• 韌性：受沖擊載荷的零件的要求

• 導(dǎo)熱性：使零件部因工作時(shí)溫度升過(guò)高而導(dǎo)致性能改變

• 硬度：是綜合性指標(biāo)，是耐磨性、強(qiáng)度的表征

• 純凈度和組織均勻性保證材料各向異性降低到最低鏡面性好

工藝性能

可加工性：包括被切削加工性、磨削性、研磨性、拋光性、電加工性、花紋加工（蝕刻）性能等
熱處理工藝性：包括淬透性、淬硬性，熱處理變形和過(guò)熱、脫碳、開(kāi)裂傾向性，接受滲碳、滲氮的能力等
焊接性：堆焊、模具零件修正、修復(fù)再利用可能性

2.常用塑料模具鋼

在我國(guó)，塑料模具的專門(mén)用鋼，要在鋼號(hào)前加SM（塑模的拼音首位字母），按化學(xué)成分分成兩大類：

（1） 非合金鋼

即SM45、SM48、SM50、SM53、SM55系列，他們不同于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45鋼、50鋼和55鋼。
現(xiàn)在，塑料模具采用非合金鋼（碳素鋼）仍較普遍且量大。但都用在一般零件或次要零件上。常用的有15、20、45、T8A、T10A等。自我國(guó)供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的非合金塑料模具鋼（SM45~55系列）后，今后替代一部分普通鋼，使模具質(zhì)量進(jìn)一步提高。

（2）合金鋼

1．滲碳型鋼

如SM1CrNi3模具鋼實(shí)際上就是合金結(jié)構(gòu)鋼12CrNi3A（GB/T 3077）按塑料模具鋼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鋼，因?yàn)閷儆诠ぞ咪擃�，所以他碳含量表示以千分之幾�?lái)表達(dá)。相當(dāng)于美國(guó)的P6(AISI、ASTM)。

2．預(yù)硬化鋼

如SM3Cr2Mo和SM3Cr2Ni1Mo（就是國(guó)內(nèi)不規(guī)范表示的P20+Ni或試驗(yàn)代號(hào)P4410）。是目前應(yīng)用廣泛的一類鋼，各個(gè)國(guó)家還有這類鋼的改進(jìn)型。

3．淬硬型塑料模具鋼

淬硬性鋼在模具制造中占有較大的比例，常用的就是合金工具鋼，如9Mn2v、CrWMn、9CrWMn等。此外，就是高碳高鉻或中鉻鋼，如Cr5Mo1v、Cr12MoV和Cr12Mo1V1、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1，實(shí)際上就是冷作或熱作模具鋼，但作為塑料模具鋼而列入標(biāo)準(zhǔn)的，目前我國(guó)塑料模具鋼僅有三個(gè)鋼號(hào)，即SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1、SMCr12Mo1V1。

4．時(shí)效硬化型塑料模具鋼

淬硬型鋼雖然滿足了模具使用性能的要求，但隨之帶來(lái)了熱處理的困難，特別是熱處理變形。即使采用微變形鋼，仍然會(huì)有變形，由此而帶來(lái)切削加工的困難，修正變形而使成本增高，生產(chǎn)周期延長(zhǎng)。模具制造者就不歡迎這一類型的鋼。在則，塑料模具大型和精秘密的較多，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，或者把模具翻新再利用，這種修補(bǔ)加工需要鋼有良好的焊接性。以提高碳含量來(lái)提高鋼的課硬性的淬硬性鋼就不合適了。時(shí)效硬化型鋼就較好地解決了這一難題。

5．耐蝕型塑料模具鋼

耐蝕性鋼一般也是淬硬型鋼，即通過(guò)淬火回火來(lái)強(qiáng)化的，為突出其耐蝕性而單純闡述，過(guò)去都是用不銹鋼來(lái)制作。初級(jí)階段，曾采用表面鍍層如鍍Cr作保護(hù)，但對(duì)形狀復(fù)雜的型腔，工藝復(fù)雜，鍍層容易脫落而時(shí)效。鍍層工藝部經(jīng)濟(jì)還污染環(huán)境，用耐蝕鋼較好。為滿足模具零件的需要，對(duì)不銹鋼做了改進(jìn)（主要是純凈化），形成塑料模具專門(mén)用鋼，我國(guó)納標(biāo)的有SM2Cr13，SM4Cr13和SM3Cr17Mo，其他不銹鋼用于塑料零件的還有多種，如GB/T 6057-1992《塑料模具成型部分用鋼及其熱處理技術(shù)條件》推薦的，有1Cr18Ni9。2Cr13、4Cr13、9Cr18Mo、1Cr14Mo4V、9Cr18等等，但均需要精煉。耐蝕性塑料模具鋼也有預(yù)硬化供應(yīng)的。國(guó)外的耐蝕型模具鋼大都是在美國(guó)420（AISI）基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)展起來(lái)的一系列專用鋼，以后再做介紹。

6．無(wú)磁模具鋼

這是特殊性能的塑料模具鋼，我國(guó)合金工具鋼納入的一種，7Mn15Cr2Al3V2Wmo，具有非常低的導(dǎo)磁系數(shù)，高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。也可作冷作、熱作模具零件。奧氏體不銹鋼也常用于耐蝕無(wú)磁的塑料模具，如1Cr18Ni9Ti鋼。日本大同特鋼公司的NAK301也是無(wú)磁耐蝕塑料模具鋼。

7．粉末冶金塑料模具鋼。

用粉末冶金法制造的模具鋼可以使高合金鋼的組織均勻，碳化物細(xì)小，達(dá)到最佳的純凈度從而解決高強(qiáng)韌性與高耐磨的合理統(tǒng)一和性能的各向同性，這是熔煉鑄鍛方法難于達(dá)到的。可提高材料利用率，但價(jià)格性能較高。

1．耐磨性：磨損會(huì)導(dǎo)致模具精度喪失，是直觀的失效原因
2．耐蝕性：對(duì)于受腐蝕性介質(zhì)的侵害而失效
3．韌性：受沖擊載荷的零件的要求
4．導(dǎo)熱性：使零件部因工作時(shí)溫度升過(guò)高而導(dǎo)致性能改變
5．硬度：是綜合性指標(biāo)，是耐磨性、強(qiáng)度的表征
6．純凈度和組織均勻性：保證材料各向異性降低到最低鏡面性好

工藝性能

1．可加工性：包括被切削加工性、磨削性、研磨性、拋光性、電加工性、花紋加工（蝕刻）性能等
2．熱處理工藝性：包括淬透性、淬硬性，熱處理變形和過(guò)熱、脫碳、開(kāi)裂傾向性，接受滲碳、滲氮的能力等
3．焊接性：堆焊、模具零件修正、修復(fù)再利用可能性

2.常用塑料模具鋼

在我國(guó)，塑料模具的專門(mén)用鋼，要在鋼號(hào)前加SM（塑模的拼音首位字母），按化學(xué)成分分成兩大類：

（1） 非合金鋼。

即SM45、SM48、SM50、SM53、SM55系列，他們不同于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45鋼、50鋼和55鋼。現(xiàn)在，塑料模具采用非合金鋼（碳素鋼）仍較普遍且量大。但都用在一般零件或次要零件上。常用的有15、20、45、T8A、T10A等。自我國(guó)供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的非合金塑料模具鋼（SM45~55系列）后，今后替代一部分普通鋼，使模具質(zhì)量進(jìn)一步提高。

（2）合金鋼

1．滲碳型鋼

如SM1CrNi3模具鋼實(shí)際上就是合金結(jié)構(gòu)鋼12CrNi3A（GB/T 3077）按塑料模具鋼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鋼，因?yàn)閷儆诠ぞ咪擃�，所以他碳含量表示以千分之幾�?lái)表達(dá)。相當(dāng)于美國(guó)的P6(AISI、ASTM)。

2．預(yù)硬化鋼

如SM3Cr2Mo和SM3Cr2Ni1Mo（就是國(guó)內(nèi)不規(guī)范表示的P20+Ni或試驗(yàn)代號(hào)P4410）。是目前應(yīng)用廣泛的一類鋼，各個(gè)國(guó)家還有這類鋼的改進(jìn)型。

3．淬硬型塑料模具鋼

淬硬性鋼在模具制造中占有較大的比例，常用的就是合金工具鋼，如9Mn2v、CrWMn、9CrWMn等。此外，就是高碳高鉻或中鉻鋼，如Cr5Mo1v、Cr12MoV和Cr12Mo1V1、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1，實(shí)際上就是冷作或熱作模具鋼，但作為塑料模具鋼而列入標(biāo)準(zhǔn)的，目前我國(guó)塑料模具鋼僅有三個(gè)鋼號(hào)，即SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1、SMCr12Mo1V1。

4．時(shí)效硬化型塑料模具鋼

淬硬型鋼雖然滿足了模具使用性能的要求，但隨之帶來(lái)了熱處理的困難，特別是熱處理變形。即使采用微變形鋼，仍然會(huì)有變形，由此而帶來(lái)切削加工的困難，修正變形而使成本增高，生產(chǎn)周期延長(zhǎng)。模具制造者就不歡迎這一類型的鋼。在則，塑料模具大型和精秘密的較多，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，或者把模具翻新再利用，這種修補(bǔ)加工需要鋼有良好的焊接性。以提高碳含量來(lái)提高鋼的課硬性的淬硬性鋼就不合適了。時(shí)效硬化型鋼就較好地解決了這一難題。

5．耐蝕型塑料模具鋼

耐蝕性鋼一般也是淬硬型鋼，即通過(guò)淬火回火來(lái)強(qiáng)化的，為突出其耐蝕性而單純闡述，過(guò)去都是用不銹鋼來(lái)制作。初級(jí)階段，曾采用表面鍍層如鍍Cr作保護(hù)，但對(duì)形狀復(fù)雜的型腔，工藝復(fù)雜，鍍層容易脫落而時(shí)效。鍍層工藝部經(jīng)濟(jì)還污染環(huán)境，用耐蝕鋼較好。為滿足模具零件的需要，對(duì)不銹鋼做了改進(jìn)（主要是純凈化），形成塑料模具專門(mén)用鋼，我國(guó)納標(biāo)的有SM2Cr13，SM4Cr13和SM3Cr17Mo，其他不銹鋼用于塑料零件的還有多種，如GB/T 6057-1992《塑料模具成型部分用鋼及其熱處理技術(shù)條件》推薦的，有1Cr18Ni9。2Cr13、4Cr13、9Cr18Mo、1Cr14Mo4V、9Cr18等等，但均需要精煉。耐蝕性塑料模具鋼也有預(yù)硬化供應(yīng)的。國(guó)外的耐蝕型模具鋼大都是在美國(guó)420（AISI）基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)展起來(lái)的一系列專用鋼，以后再做介紹。

6．無(wú)磁模具鋼

這是特殊性能的塑料模具鋼，我國(guó)合金工具鋼納入的一種，7Mn15Cr2Al3V2Wmo，具有非常低的導(dǎo)磁系數(shù)，高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。也可作冷作、熱作模具零件。奧氏體不銹鋼也常用于耐蝕無(wú)磁的塑料模具，如1Cr18Ni9Ti鋼。日本大同特鋼公司的NAK301也是無(wú)磁耐蝕塑料模具鋼。

7．粉末冶金塑料模具鋼

用粉末冶金法制造的模具鋼可以使高合金鋼的組織均勻，碳化物細(xì)小，達(dá)到最佳的純凈度從而解決高強(qiáng)韌性與高耐磨的合理統(tǒng)一和性能的各向同性，這是熔煉鑄鍛方法難于達(dá)到的�？商岣卟牧侠�用率，但價(jià)格性能較高。

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