塑膠模用模具材料

模具材料的選用是否適宜，對模具的壽命、精度、加工性、價(jià)值等有很大的影響。故模具材料的選用一般均依照下列原則：

容易取得。

機(jī)械加工性良好。

表面加工性良好。

強(qiáng)度、韌性和耐磨性大。

無針孔和沉淀雜質(zhì)等內(nèi)部缺陷。

）可焊接性。

〉熱處理容易、熱變形少。

》耐熱性好、熱膨脹系數(shù)低。

種類及特性

　　模具材料的種類很多，在此先將常用的幾種材料作一簡介。

一般構(gòu)造用輥軋鋼材(SS)

　　一般構(gòu)造用輥軋鋼材SS41、SS50，價(jià)廉而容易取得，但質(zhì)軟多針孔，因此用于不需強(qiáng)度、硬度的零件，不適用于模板材料。

機(jī)械構(gòu)造用碳鋼(SC、SCK)

　　機(jī)械構(gòu)造用碳鋼S25C、S50C、S55C等，價(jià)廉而容易取得，加工性也好。S25C用于模具的承板、定位環(huán)、豎澆道、襯套、止動(dòng)螺栓、支持件等，而少用于模板。S50C、S55C原則上回火到硬度9～22HRC，以增其加工性，為標(biāo)準(zhǔn)的模板材料。

　　S9CK、S15CK的含碳量少，因而質(zhì)軟，所以需作表面滲碳，淬火成HRC45～59的硬度來使用。

碳工具鋼(SK)

　　碳工具鋼有SK3、SK5、SK7等，含碳量為0．6%以上的高碳鋼，其淬火硬度是SK3、SK5為HRC50～60，SK7為HRC50～55，H此類鋼材耐磨耗性優(yōu)良，且為較價(jià)宜的工具鋼，用于有滑動(dòng)部份需高硬度和耐磨耗性的零件，如導(dǎo)銷、襯套、頂出銷、復(fù)歸銷等。

合金工具鋼(SKS、SKD)

　　常用的合金工具鋼有SKS2、SKS3、SKD11、SKD61等。SKS2與SKS3是碳工具鋼加鉻、鎢增加淬火性、耐磨耗性，用于特別要求硬度與耐磨性的成形模板，其硬度HRC55～60。SKD11、SKD61是添加釩取代SKS的鎢，其淬火性與耐磨耗性優(yōu)于SKS，且淬火應(yīng)變小，其硬度SKD11為HRC55～60，SKD61為HRC45～51，但SKD61的耐熱性、韌性都優(yōu)于SKD11。

高速鋼(SNC)

　　此處的高速鋼是指SKC2與SNC3的鎳鉻鋼，系為碳鋼加鎳和鉻，增其韌性與淬火性，回火硬度為22～30HRC，用于成形模板。

鎳鉻鉬鋼(SNCM)

　　鎳鉻鉬鋼SNCM2是淬火性，耐磨性耗性均好，尤其是強(qiáng)度、韌性特別好的鋼材，其用途與高速鋼相同。

鉻鉬鋼(SCM)

　　鉻鉬鋼SCM3、SCM4是碳鋼加鉻，鉬的構(gòu)造用鋼，其強(qiáng)度、韌性優(yōu)于碳鋼，其價(jià)格較SNC及SNCM便宜。

鋁鉻鉬鋼(SACM)

　　鋁鉻鉬鋼SACM1經(jīng)氮化處理(氮化層硬度為HRC67)耐磨耗性很高，用于要求硬度和耐磨耗性的滑動(dòng)部份，如頂出銷等，鋼材本身硬度為HRC20～30。

軸承用高碳鉻鋼(SUJ)

　　軸承用高碳鉻鋼SUJ2為軸承用的鋼材，耐磨耗性、淬火性均良好，其硬度為HRC55～60，用于滑動(dòng)部份需有相當(dāng)?shù)挠捕群湍秃男浴?/p>

（圖1）正?；瘓D解

（圖2）退火之圖解

不銹鋼(SUS)

　　如PVC的塑料，需用耐蝕性高的模具材料，可以增加鉻量，減少碳量的耐蝕性不銹鋼SUS來制造。

.11鈹銅合金

　　含鈹2．5%，含銅97．5%的鈹銅合金，常用來制作形狀復(fù)雜的公?；蚰改！Ｆ渲谱鞯姆椒ㄊ菍⑷廴诘暮辖鹱⑷肽Ｐ蛢?nèi)，然后一直加以壓力直到冷卻為止。

　　表一為塑膠模各構(gòu)件最廣泛應(yīng)用之材料，及其熱處理狀態(tài)及使用之硬度。表二為構(gòu)造用的合金鋼的化學(xué)成份及機(jī)械性質(zhì)。表三為表二所列的模具材料的的特性、用途及使用的場合，此三表可供學(xué)習(xí)查考，以選取最適用的模材。

熱處理

　　鋼材經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砜娠@著增加硬度、強(qiáng)度、韌度、耐磨耗性等機(jī)械性質(zhì)。施行電鍍作表面處理，模具精度提高、表面光亮，使脫模更順利，成品表面光度增加。因此欲模具壽命延長、品質(zhì)提升，除了事先預(yù)選適當(dāng)?shù)哪＞卟牧贤?，對于加工后，模具的熱處理方法的選定也極其重要，以下分點(diǎn)說明。

正?；?/p>

　　此項(xiàng)熱處理旨在消除鑄造、鍛造、輥軋等高溫高壓處理所產(chǎn)生的粗晶組織，并將加工所生的內(nèi)部應(yīng)力消除。其方法為將工作加熱到變態(tài)點(diǎn)AC3或ACm點(diǎn)以上30°～50℃的溫度后，使之在空氣中自然冷卻，如圖1所示。使用大型構(gòu)造用鋼，在材料經(jīng)鍛造成模型后，再施以正?；幚?。

退火

　　退火是為了使鋼料軟化，調(diào)整結(jié)晶組織，除去內(nèi)部應(yīng)力。其方法為加熱到AC3或AC1變態(tài)點(diǎn)以上30°～50℃，保持適當(dāng)時(shí)間后，在爐中或灰中冷卻，如圖2所示。模具材料退火處理有兩種方式。

消除應(yīng)力退火

　　目的在除去加工所引起的內(nèi)部應(yīng)力。適用于粗切削、中切削或需淬火的模具零件。因淬火時(shí)麻田散鐵變態(tài)所生的應(yīng)力將加大，除非先行實(shí)施退火消除內(nèi)部應(yīng)力，否則將造成巨大的應(yīng)變，而致淬火罅裂、翹曲。即使不淬火的零件，若經(jīng)大量粗重切削，不經(jīng)此項(xiàng)處理的話，也將因加工應(yīng)力的殘存，而終致尺寸的精度改變或發(fā)生翹曲。

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